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IMEC開發(fā)的硅納米線太陽(yáng)能電池使轉(zhuǎn)換效率達(dá)30%以上

發(fā)布時(shí)間:2009-11-25 來(lái)源:技術(shù)在線

新聞事件:
  • IMEC的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在硅底板上形成硅納米線的太陽(yáng)能電池,轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到約33%
事件影響:
  • 獲得適用于太陽(yáng)能電池的直徑3nm硅納米線之后,將進(jìn)一步確認(rèn)太陽(yáng)能電池的特性
  • 還要開發(fā)取代EUV曝光的低成本制造方法
  • 對(duì)于研制下下代太陽(yáng)能電池,還需要進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新

在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域,瞄準(zhǔn)下下代太陽(yáng)能電池的各種構(gòu)想不斷涌現(xiàn)。其中一種設(shè)想是在底板上排列細(xì)線狀的硅(硅納米線)。包括美國(guó)通用電氣(General Electric)在內(nèi),目前世界各地都在進(jìn)行開發(fā)。

大多數(shù)的開發(fā)者的開發(fā)目的在于通過制成線狀減少硅用量從而降低成本,以及利用密布的硅納米線減少光反射。

與此相比,比利時(shí)IMEC的目的則在于利用硅納米線的量子效應(yīng)。在2009年11月9日于東京舉行的“IMEC Executive Seminar”上,IMEC光伏業(yè)務(wù)總監(jiān)Jef Poortmans介紹了硅納米線太陽(yáng)能電池的開發(fā)現(xiàn)狀。

IMEC的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在硅底板上形成硅納米線的太陽(yáng)能電池。硅底板的帶隙為1.1eV,而利用量子效應(yīng)的硅納米線為1.7~1.8eV。組合帶隙不同的硅底板和硅納米線,可期待提高效率。Poortmans表示:“如果這一設(shè)想能夠?qū)崿F(xiàn),轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到約33%”。

目前,IMEC正在嘗試試制適于太陽(yáng)能電池的硅納米線。要實(shí)現(xiàn)1.7~1.8eV的帶隙,硅納米線的直徑需要降至2~4nm。為形成這種極細(xì)的硅納米線,IMEC采用了為制造新一代半導(dǎo)體而開發(fā)的EUV曝光。

不過,即使采用EUV曝光和蝕刻,也只能形成直徑為40~65nm的硅納米線。因此,對(duì)直徑為40~65nm的硅納米線進(jìn)行氧化之后,利用HF氣體去除氧化部分使其進(jìn)一步變細(xì)。目前,利用這種方法獲得了直徑為8~25nm左右的硅納米線。作為其他目標(biāo)的硅納米線間距(90nm)和長(zhǎng)度(500nm)在EUV曝光和蝕刻時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。

今后將利用EUV曝光和蝕刻將直徑減至30nm,然后利用氧化和HF氣體將直徑減至3nm。獲得適用于太陽(yáng)能電池的直徑3nm硅納米線之后,將進(jìn)一步確認(rèn)太陽(yáng)能電池的特性。

為了利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)硅納米線,不僅要對(duì)線進(jìn)行微細(xì)化,還要開發(fā)取代EUV曝光的低成本制造方法。對(duì)于研制下下代太陽(yáng)能電池,還需要進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。

                                            
                IMEC計(jì)劃開發(fā)的硅納米線太陽(yáng)能電池(數(shù)據(jù)由IMEC提供)                     最新開發(fā)先現(xiàn)狀(數(shù)據(jù)由IMEC提供)
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