日本北陸先端科學技術大學院大學（JAIST）日前宣布，該校世界首次采用“液體硅（Si）”涂覆工藝成功地制作出了非晶硅太陽能電池。據該校介紹，通過僅涂覆pin型i層的工藝制作的電池單元的轉換效率為1.79％。今后，如果這一效率得到提高的話，則有望應用于采用卷對卷法制造硅類太陽能電池的量產用途。
　　此次負責開發的是JAIST Material Science（JAIST材料科學）研究科教授下田達也的研究小組。該研究小組稱，此次采用的液體硅是由日本JSR公司開發的產品，氫鍵合在硅的5節環上而形成的CPS（環戊硅烷，Cyclopentasilane，化學式為Si5H10）為起始材料。
　　雖然JAIST沒有公布液體硅的詳細情況，但日本JSR于2006～2007年開發的是通過向碳氫溶媒中的CPS照射UV，使部分CPS發生聚合，從而生成聚硅烷（SiH2呈鏈狀鍵合而成的高分子）。當時，日本JSR以及JAIST等機構從這種液體硅中制作出了非晶硅TFT。
　　此次JAIST等對液體硅的成分進行了優化，另外還采用了硅摻雜時使用的硼以及磷，開發出了分別具備p型、i型及n型半導體特性的“硅油墨”。將這種硅油墨涂覆在基板上并進行處理，則可形成聚硅烷膜。如果進一步對其進行加熱，則氫元素便會從聚硅烷中脫離出來，從而形成固體的非晶硅。
　　過去在形成均勻的聚硅烷膜的階段曾經存在著無法解決的難題，但JAIST等在詳細調查了控制參數之后，解決了這一難題。另外，JAIST稱，對聚硅烷膜的燒制條件也進行了優化，從而將同樣是此前一大難題的懸空鍵（Dangling Bond）的密度降低到了1×1016/cm3。
　　JAIST采用此次開發的工藝，在玻璃基板上制作出了pin型非晶硅太陽能電池。此前僅對i層采用此次的涂覆工藝、對p層及n層采用CVD法制作的電池單元，其轉換效率為1.79％。而對pin層全部采用涂覆工藝制作出的電池單元的轉換效率則達到了0.51％。不過，此次的i層的膜厚為120nm，相對于已有非晶硅太陽能電池的250nm厚度來說還比較薄。如果能加大這一厚度，那么效率就有可能提高。


作者： 來源： 責任編輯：admin