美國(guó)伊利諾伊大學(xué)（University of Illinois）與合作伙伴通過使用一些源自印刷的技術(shù)，開發(fā)出了能夠以較高的成品率制造1000倍聚光下轉(zhuǎn)換效率為43.9％的四結(jié)光伏電池單元的技，相關(guān)論文已經(jīng)刊登在學(xué)術(shù)期刊《Nature Materials》的在線版上。單元的尺寸僅為650μm（0.65mm）見方，適用于聚光型光伏電池，安裝了聚光系統(tǒng)的模塊的轉(zhuǎn)換效率為36.5％。

開發(fā)出該技術(shù)的研究小組，由伊利諾伊大學(xué)、美國(guó)聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)制造商Semprius、為這種系統(tǒng)制造多結(jié)光伏電池的廠商Solar Junction以及中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的研究人員組成。

這次的光伏電池各層的構(gòu)成為InGaP/GaAs/InGaAsNSb/Ge，能夠用來(lái)發(fā)電的波長(zhǎng)范圍十分廣泛，覆蓋了300nm～1700nm的范圍。下面來(lái)介紹一下具體制作流程。首先，在GaAs基板上制作InGaP/GaAs/InGaAsNSb三結(jié)元件。然后通過蝕刻方式，熔解GaAs基板與光伏電池之間的AlInP層，使GaAs基板容易剝離。

另一方面，在形成了pn結(jié)的Ge基板上沉積GaAs層并使其圖案化。然后利用旋涂法，在其表面涂抹起到“漿糊”作用的As2Se3溶液。厚度只有10nm。

最后，把表面實(shí)施了凹凸加工的硅樹脂“PDMS（二甲基聚硅氧烷）”按壓在GaAs基板上，將其表面的三結(jié)元件轉(zhuǎn)印至PDMS，再通過壓接至GaAs/Ge基板等工序，制作出四結(jié)光伏電池。

四結(jié)光伏電池的先驅(qū)同樣采用粘接方式制作

四結(jié)光伏電池是德國(guó)弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所（Fraunhofer ISE）等在2013年開發(fā)出來(lái)的，效率高達(dá)44.7％（聚光297倍下），是多結(jié)型光伏電池的全球最高效率。Fraunhofer ISE也利用晶圓鍵合的方法，把GaAs晶圓上形成的GaInP/GaAs元件與InP晶圓上形成的GaInAsP/GaInAs元件粘接，制造出了四結(jié)光伏電池。

受到晶格常數(shù)和電流整合性等條件的限制，四結(jié)光伏電池難以通過外延生長(zhǎng)的方式來(lái)形成所有的化合物半導(dǎo)體層，因此，粘接可能會(huì)成為主流制造方法。

順便一提，在三結(jié)光伏電池方面，夏普于2013年開發(fā)出了轉(zhuǎn)換效率為44.4％（307倍聚光下）的單元。

此次43.9％的效率雖然并不出眾，但其獨(dú)特之處在于部分制作工序使用了與印章十分相近的、源于印刷的技術(shù)以及旋涂法等，成品率高達(dá)95％以上。（記者：野澤 哲生，《日經(jīng)電子》）