效率高达 18.97% 复旦大学制备出高效太阳能电池

复旦大学光科学与工程系陆明课题组利用黑硅材料制备出了高效的太阳能电池。相关研究成果日前发表于《纳米技术》，同时入选《纳米技术选集》。

据悉，该课题组提出了一种提高电池效率的新方法。这种方法采用黑硅材料，制备的电池效率突破国际上同类结构电池的最高水平，达到18.97%。研究者通过在 p型单晶 si(100)上扩散磷制备 pn结，利用化学刻蚀方法在 n型发射极中形成多孔黑硅，其紫外可见光范围反射率低于0.3%。

与平面晶硅电池相比，这种黑硅电池具有宽谱特性，其光电转换效率高达18.97%。由于硅纳米晶带隙高于晶硅，因此该黑硅电池的开路电压高于相应的平面硅电池，而且，发射极的梯度带隙结构抑制了前表面电子和空穴的复合。由于短波长范围吸收度高，短波长处的光伏响应也较好。

研究人员表示，与其他黑硅电池的制备方法相比，这种黑硅的制造方法简单，且在很宽的波长范围内的反射更低(小于0.3%)，在短波长范围内的量子效率很高，说明表面复合较小。制造这种黑硅太阳能电池无需增加任何设备，比传统绒面加减反射膜的工艺简单、成本更低、效果更好。