德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer ISE)宣布,該機構研制的以n型半導體為底板,然后在其上面形成較薄的p型半導體層的單晶硅太陽能電池,其能量轉換效率達到了23.4%。太陽能電池單元面積為2cm見方。Fraunhofer ISE有可能量產該款電池,并參與三洋電機等公司推進的提高結晶硅類太陽能電池效率的競爭。
以n型半導體為底板結構的結晶硅類太陽能電池與以p型半導體為底板的結構相比,前者對雜質的抵抗性更大,在理論上更易提高能量轉換效率。不過,此前許多結晶硅類太陽能電池幾乎都采用以p型半導體為底板的結構。原因是在較厚的p型半導體上能夠形成非常薄的n型半導體層。
采用n型半導體底板的原因之一在于封裝層材料。Fraunhofer ISE表示,作為封裝材料,普通的SiO2和SiNx對于p型半導體無法充分發揮出其封裝功能。因此,許多結晶硅類太陽能電池采用以p型半導體為底板、然后在其上面形成的n型半導體薄膜中層疊SiO2和SiNx層的結構。
此次,Fraunhofer ISE選擇氧化鋁作為太陽光照射的表面封裝層材料。由此解決了封裝功能的問題,而且還可采用以n型半導體為底板的結構。
結晶硅類太能電池單元轉換效率的最高值是25%(2008年10月將原數值24.7%重新計算后得到的修訂值),由澳大利亞新南威爾士大學(UNSW)教授馬丁?格林(Martin Green)領導的研究小組開發的自主結構單元獲得。不過,該結構單元被認為很難實現量產。(記者:野澤 哲生)