磷化銦納米柱徑向同質結陣列結構的制備及高效光電轉換器件
1. 痛點問題
目前硅基太陽能電池占據著太陽能電池的主導地位,其中單晶硅電池轉換效率已可以達到25%左右,但它們需要比較多的單晶硅材料,生產成本高。而對于多晶硅,由于缺陷較多,轉換效率比較低。III-V族材料轉換效率高,但是材料和生產成本居高不下,難以推廣使用。雖然可以利用納米柱陣列來提高光吸收能力及減少材料成本,但是由于納米柱結構具有很大的表面積,載流子較大的表面復合嚴重影響著器件的性能,而且需要昂貴的設備生長徑向異質結和控制摻雜濃度。
2. 解決方案
本項目提出一種磷化銦納米柱徑向同質結陣列結構的簡單制備方法,目前已完成高效太陽能電池驗證和原型器件的制備,另還有可見光探測器等在研。
本方法是在磷化銦納米柱制備過程中,利用刻蝕氣體中加入氫氣,可以同時實現了磷化銦納米柱陣列和徑向同質結的制備,通過控制刻蝕時間及氫氣含量,精確控制磷化銦表面摻雜濃度及深度,相比于其他生長徑向同質結的方法,本方法設備簡單,制備效率高。在降低成本方面,納米柱結構相比于平面結構具有更好的陷光效應,只需使用少量的材料便可以實現高效光吸收。
合作需求
本項目下一步發展需求主要集中在與太陽能電池相關企業的技術和產品合作,優化和固定產品制作工藝流程,降低生產成本。其次是資本投資、政府政策等方面的扶持。需要的外部資源主要是產業的工程化和市場資源。
清華大學
2022-03-09