Fraunhofer研究所“n型”单晶硅太阳能电池效率达到23.4%

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)宣布,该机构研制的以n型半导体为底板,然后在其上面形成较薄的p型半导体层的单晶硅太阳能电池,其能量转换效率达到了23.4%。太阳能电池单元面积为2cm见方。Fraunhofer ISE有可能量产该款电池,并参与三洋电机等公司推进的提高结晶硅类太阳能电池效率的竞争。

以n型半导体为底板结构的结晶硅类太阳能电池与以p型半导体为底板的结构相比,前者对杂质的抵抗性更大,在理论上更易提高能量转换效率。不过,此前许多结晶硅类太阳能电池几乎都采用以p型半导体为底板的结构。原因是在较厚的p型半导体上能够形成非常薄的n型半导体层。

采用n型半导体底板的原因之一在于封装层材料。Fraunhofer ISE表示,作为封装材料,普通的SiO2和SiNx对于p型半导体无法充分发挥出其封装功能。因此,许多结晶硅类太阳能电池采用以p型半导体为底板、然后在其上面形成的n型半导体薄膜中层叠SiO2和SiNx层的结构。

此次,Fraunhofer ISE选择氧化铝作为太阳光照射的表面封装层材料。由此解决了封装功能的问题,而且还可采用以n型半导体为底板的结构。

结晶硅类太能电池单元转换效率的最高值是25%(2008年10月将原数值24.7%重新计算后得到的修订值),由澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)教授马丁·格林(Martin Green)领导的研究小组开发的自主结构单元获得。不过,该结构单元被认为很难实现量产。

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