日前,中科院微電子研究所在多晶黑硅太陽能電池研究方面獲得重要突破。
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)。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)性地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)制備了多種微觀結構的黑硅材料,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。
相關科研論文發(fā)表在Solar Energy、Energy Procedia、Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena、《物理學報》等期刊上,已申請專利30余項。
通過對黑硅結構進行優(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%。
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低反射的多晶黑硅 高效率多晶黑硅太陽電池
黑硅表面微觀結構,表面大量的納米孔可以增加光吸收
序號
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開路電壓(V)
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短路電流(A)
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最大功率(W)
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填充因子
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電池效率(%)
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Voc斜率()
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Isc斜率()
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1
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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
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批量多晶黑硅電池實驗數(shù)據(jù)