日前,中科院微電子所在多晶黑硅太陽能電池研究上獲得重大突破。
黑硅是一種低反射率的硅材料,和常規(guī)的硅材料相比它具有超強的吸收光線的能力,可用于太陽能電池產(chǎn)業(yè)。中科院微電子所微電子設備研究室(八室)夏洋研究員帶領的研究團隊,原創(chuàng)性提出利用等離子體浸沒離子注入技術制備黑硅材料。該團隊利用自行研制的等離子體浸沒離子注入機(國家自然科學基金委、中科院裝備項目、方向性項目支持)制備了多種微觀結(jié)構(gòu)的黑硅材料,在可見光波段黑硅的平均反射率為0.5%,與飛秒激光制備黑硅的反射率相當,同時該工藝適應大批量制備,成本低,生產(chǎn)效率高。其科研文章發(fā)表在Solar Energy、Energy Procedia、Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena、物理學報等多家期刊上,已申請專利30余項。
通過對黑硅結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,并且對生產(chǎn)線電池配套工藝進行改進,在全國產(chǎn)設備生產(chǎn)線研發(fā)出多晶黑硅太陽能電池(156mm×156mm,多晶)批量平均效率高達17.46%,最高可到17.65%。
黑硅表面微觀結(jié)構(gòu),表面大量的納米孔可以增加光吸收
批量多晶黑硅電池實驗數(shù)據(jù)
序號 |
開路電壓(V) |
短路電流(A) |
最大功率(W) |
填充因子 |
電池效率(%) |
Voc斜率(Ω) |
Isc斜率(Ω) |
1 |
0.626 |
8.679 |
4.294 |
0.791 |
17.647 |
0.00476 |
8.401 |
2 |
0.625 |
8.686 |
4.209 |
0.775 |
17.296 |
0.005378 |
5.934 |
3 |
0.625 |
8.680 |
4.240 |
0.781 |
17.421 |
0.005254 |
6.954 |
4 |
0.625 |
8.662 |
4.239 |
0.782 |
17.419 |
0.005248 |
5.701 |
5 |
0.625 |
8.666 |
4.253 |
0.785 |
17.475 |
0.005039 |
6.012 |
6 |
0.626 |
8.694 |
4.257 |
0.782 |
17.494 |
0.005207 |
6.905 |
7 |
0.624 |
8.671 |
4.238 |
0.783 |
17.413 |
0.005142 |
4.916 |
8 |
0.626 |
8.689 |
4.262 |
0.783 |
17.515 |
0.005124 |
6.543 |
平均值 |
0.625 |
8.678 |
4.249 |
0.783 |
17.460 |
0.005144 |
6.421 |
科研工作