微电子所基于超小绒面的高效太阳电池研究取得新进展

2011-3-11 23:31 来源: 中国科学院
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  能否有效解决超小绒面高效晶体硅太阳电池的低接触电阻,是实现该研究方向产业化的关键,由中科院微电子研究所微波器件与集成技术研究室(四室)贾锐研究员带领的太阳能电池研究团队近日在该研究方向取得较大进展。

  太阳能电池研究团队通过研究面向大面积生产的离子注入法或者扩散方法较好地解决了难题,研究表明,利用大面积离子注入或者扩散实现二次选择性发射极,在提升太阳能电池转化效率方面具有明显效果,可应用于整个光伏行业。

  基于超小绒面的高效太阳能电池是光伏产业界和科研界共同关心的话题,在不大幅度地增加生产成本的前提下可以有效地提高对光的吸收和利用,进而提升电池的转化效率,其研发内容已成为业内重要的发展方向之一。微电子所四室太阳能电池研究团队在研究中通过在单晶及多晶硅表面形成超小绒面,极大地提高了对光的捕获和吸收,而同时还引入了新的研究课题“超小绒面的接触电阻增大的问题”,为此,该研究团队通过研究并实现了二次选择性发射极,很好的解决了超小绒面的接触电阻过大难题。

  实验表明,利用大面积离子注入方法和扩散方法均可以实现二次选择性发射极,该创新工艺进一步提升了超小绒面太阳能电池的转化效率,也为离子注入设备在实现高效电池方面提供了一条新的应用途径。

  该项研究成果已申请国家发明专利,在该团队最新发表于国际刊物J. Vac. Sci. Technol. B 29, 021014(2011)的一篇文章中已应用此项研究成果。

图1 新工艺对基于超小绒面的高效太阳能电池的短路电流的增益

图2 光照下超小绒面电池一次扩散和两次扩散的I-V特性曲线比较