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激光技术大大提高太阳能电池光电转换率

文章出处:http://www.pandawe.com人气:发表时间:2018-06-28 19:40:08【

  一般工业晶体硅太阳能电池的光电转换效率为14%~16%,而采用新的激光加工技术能提高太阳能电池的光电转换效率。德国某研究所的研究人员已经研制出一种制造太阳能电池的加工工艺,即背交叉单次蒸发(RISE)工艺。辅以激光加工技术,用该工艺制造的背接触式硅太阳能电池的光电转换效率达到22%。激光加工技术是RISE加工程序中最关键的技术。


  太阳能电池以光电效应作为基础,当一个光子或是光粒子击中单个硅晶体时,便会产生一个带负电荷的电子以及一个带正电荷的空穴,而收集这些电子空穴对就能够生成电流。作为论文的合著者,该校化学系的朱莉亚加利表示,传统的太阳能电池能基于每个光子产生一个电子空穴对,因此其理论最大转换效率约为33%。而新途径能够基于单个光子产生多个电子空穴对,从而切实提升太阳能电池的效率。


  科研人员借助劳伦斯伯克利国家实验室的超级计算机模拟了硅BC8的行为,这种硅结构形成于高压环境,但其在正常压力下也很稳定。模拟结果显示,硅BC8纳米粒子确实基于单个光子生成了多个电子空穴对,即使当它暴露于可见光时亦是如此。


  此次研究的主要作者、博士后研究员斯蒂芬、魏博曼谈到,这一途径可使太阳能电池的最大转化效率提升至42%,超越任何现有的太阳能电池,意义十分重大。事实上,如果利用抛物面反射镜为新型太阳能电池聚集阳光,我们有理由相信,其转换效率或可高达70%。


   目前,很多厂家都利用激光加工技术生产硅太阳能电池。如采用激光刻槽埋栅极技术,也就是说利用激光技术在硅表面上刻槽,然后填入金属,以起到前表面电接触栅极的作用。与标准的前表面镀敷金属层相比,这种技术的优点能减少屏蔽损耗。另外一种被称之为发射区围壁导通(emitterwrapthrough)技术。用激光在硅晶片上钻通孔,高掺杂壁将发射区前表面的电流传导到背表面的金属接触层,因而能进一步降低屏蔽损耗,提高光电转换效率。

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