新材料如何改變太陽能電池制作流程

一個國際研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用一種新型復(fù)合材料，簡化了硅太陽能電池的制造步驟，將無摻雜的硅電池光電轉(zhuǎn)化效率提高到19%。

目前大多數(shù)太陽能電池板主材料是晶體硅。晶體本身或者晶體上面沉積層會被摻雜一些其他金屬原子，這些原子既能與硅原子結(jié)合出現(xiàn)電子，又能有選擇地生成電子孔洞，兩種情況都能增強(qiáng)晶體的導(dǎo)電性。經(jīng)過摻雜過程的晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)化效率可以超過20%，而未經(jīng)摻雜的電池效率從未超過14%。

摻雜過程能提高太陽能轉(zhuǎn)化效率，但會新增半導(dǎo)體元件的復(fù)雜性且降低其性能，掣肘接下來的制造流程。新研究中的特殊混合材料可以省略掉摻雜過程，只需簡單的7個步驟，就可將新材料和簡單涂層工藝結(jié)合起來以提高效率。作為美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校訪問學(xué)者，詹姆斯&dot；布洛克以第一作者的身份將相關(guān)成果發(fā)表在《自然&dot；能源》上，他說：我們制造的太陽能電池結(jié)構(gòu)很簡單，能有效降低成本。

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)在太陽能電池面向太陽的硅晶片一側(cè)，涂上一層超薄的氧化鉬材料，在其背面則用氟化鋰材料。兩個涂層只有幾十個納米厚且都透明，具有互補(bǔ)的電子結(jié)構(gòu)，非常適合用于太陽能電池。

研究團(tuán)隊(duì)另一成員斯蒂文&dot；德&dot；沃爾夫稱，該小組幾年前就發(fā)現(xiàn)了鉬氧化物的效用，此次利用瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院太陽能電池制造平臺，當(dāng)將之與硅晶片層結(jié)合后，鉬氧化物的表現(xiàn)非常出色，對制作晶體硅太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)流程做出了令人驚訝的改變。

研究小組希望，可以繼續(xù)測試更多的材料，看是否還有提高轉(zhuǎn)化效率的更好材料。