技术前沿:海外研究机构开发高性能太阳电池

  • 2020年11月17日
  • 作者: Selina Shi

    Selina Shi

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  • 翻译: Selina Shi

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沙特阿拉伯(KAUST)的一组研究人员表示,他们发明了一种在硅片上沉积氧化硅以生产太阳能电池的工艺。团队在一个充满二氧化碳气体的室内采用了等离子体处理方法以实现他们的目标。

硅是一种半导体元素,也是90%以上现有太阳能电池的首选材料。在改变硅的一些杂质后,太阳的能量就会产生电流。

博士生Areej Alzahrani表示,技术挑战出现在裸露的硅表面,也就是所谓的“悬空键”问题。Areej解释称,硅原子在表面结合的可能性降低,这为阳光射出的电子提供了空间,使其与离开电子留下的带正电荷的“孔”重新结合。

在被称为“钝化”的化学过程中,表面区域生成的一层氧化硅形成了电接触,从而解决了这个问题。
有几种方法可以达到这个目的,但都存在局限性。团队还引入了一个额外的、昂贵的制造步骤。 “现有方法存在的问题对我们提出了挑战,我们要找到一种更简单实用的工艺。”

解决方案包括将硅暴露在等离子体中的二氧化碳这种低温电离气体中。这一流程可以控制氧化硅沉积,令硅层一层一层覆盖,这是构建太阳能电池所需要的。在同一室内完成这两个步骤可以显著降低生产成本。“这种直截了当的简单工艺对太阳能电池行业非常有用。”

新技术对具有所需微观结构的超薄氧化硅层沉积的控制能力令团队感到惊讶。

这种工艺还能在高温下生成更稳定的氧化膜。测试还显示,这种工艺还允许高电压和低电阻以完美实现高效性能。

团队已经制定了开发这种工艺的商业可行性计划。研究小组负责人Stefaan De Wolf 表示,“第一步是把这种工艺整合到一个完整的、处于工作状态的太阳能电池中,同时,我们还会探索光捕获改进设计,”

与此同时,隶属于弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的公司HighLine Technology GmbH宣称,公司已经开发出一种新的点胶技术,可用于提高太阳能硅电池的发电量。公司还计划将这一技术商业化。

中国华南理工大学的一个研究小组也发布了类似声明。小组声称,已经开发出一种生产有机太阳能电池的新方法。在保持高转换效率的同时,这种方法不需要使用有潜在毒性的材料。

(责任编辑:Selina Shi)

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