激光加工技术使太阳能电池的效率提高到22%

来源:Solarbe.com发布时间:2008-11-19 11:09:50

激光加工技术是RISE加工程序中最关键的技术。由于他们所使用的非接触式激光加工技术在大多数其他工业中早已应用,因此RISE加工工艺是适于利用大面积晶体硅薄晶片工业生产RISE太阳能电池,这将使其生产成本致少能与现今标准太阳能电池的生产成本相比。

目前,由晶体硅制作的太阳能电池已在太阳能光生伏打产品市场上占据统治地位。一般工业晶体硅太阳能电池的光一电转换效率为14%~16%,而采用新的激光加工技术能提高太阳能电池的光一电转换效率。德国Institut fur Solarenergieforschung Hameln ( ISFH)研究所的研究人员已经研制出一种制造太阳能电池的加工工艺,即背交叉单次蒸发( RISE)工艺。辅以激光加工技术,用该工艺制造的背接触式硅太阳能电池的光电转换效率达到22%。

目前,很多厂家都利用激光加工技术生产硅太阳能电池。BPSolar公司(Frederick,MD) 采用激光刻槽埋栅极技术,也就是说利用激光技术在硅表面上刻槽,然后填人金属,以起到前表面电接触栅极的作用。与标准前表面镀敷金属层相比,这种技术的优 点是能减少屏蔽损耗。AdventSolar公司则采用另外一种被称之为发射区围壁导通(emitterwrapthrough)技术。用激光在硅晶片上 钻通孔,高掺杂壁将发射区前表面的电流传导到背表面的金属接触层,因而能进一步降低屏蔽损耗,提高光一电转换效率。

非接触加工

在利用R1SE工艺生产太阳能电池过程中,利用激光加工方法在 太阳能电池背面制作出交叉图形发射区和基区,激光烧蚀还能使自对准接触层在金属蒸发后可靠地分离(参见图1)。非接触式加工(对减少晶片损伤非常重要)首 先利用口开关三倍频355nmNd:YVO4激光器在晶体硅晶片背面的氮化硅或者氧化硅薄层中烧蚀出呈指状交叉的发射区和基区图形。晶片的任何损伤都会缩 短载流子的寿命,同样也会降低光一电转换效率。然后利用氢氧化钾(KOH)腐蚀加工以去除激光加工所导致的损伤部分。经过腐蚀之后,发光物质扩散形成发射 区,剩下凸起的氮化硅和氧化作为基区。在湿法化学腐蚀之前,下一步加工工序是利用金属蒸发自对准接触层分离加工来分离发射区和基区。

为使太阳能电池的转换效率达到最佳化,ISFH研究所和德国Laser ZentrumHannove:公司的研究人员发现,载流子的寿命与不同波长激光光源造成的晶片损伤和KOH腐蚀深度有关。而且,三倍频Nd:YAG 355nm激光烧蚀导致晶片损伤的深度是3μm;二倍频Nd:YAG 532 nm激光烧蚀导致晶片损伤的深度为4μm;而 Nd:YAG 1 064nm激光导致的损伤深度会超过20μm。只要去除的损伤层达到如此深度,那么就不会影响太阳能电池20%以上的转换效率,但深度与激光成本费用及硅晶片的厚度密切相关,在生产过程中需要充分考虑。

太阳能电池研究小组的研究人员认为,激光加工技术是RISE加工程序中最关键的技术。由于他们所使用的非接触式激光加工技术在大多数其他工业中早已应 用,因此RISE加工工艺是适于利用大面积晶体硅薄晶片工业生产RISE太阳能电池,这将使其生产成本致少能与现今标准太阳能电池的生产成本相比。

 


索比光伏网 https://news.solarbe.com/200811/19/3071.html
责任编辑:solarbe太阳能网资讯中心
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
华东师范大学方俊锋最新Nature Communications:一种不含氟化锡、高效且耐用的锡铅钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿太阳能电池 发布时间:2026-01-14 08:37:34

2026年1月12日华东师范大学Wenxiao Zhang&方俊锋&林雪平大学高峰于Nature Communication刊发一种不含氟化锡、高效且耐用的锡铅钙钛矿太阳能电池的研究成果,开发了一种策略,将铅粉作为前驱体,并进行PbF₂后处理,分别替代SnF₂在成膜和表面缺陷钝化中的作用。Pb²⁺中的d电子极化增强了其与F⁻的结合,使其对钙钛矿的反应惰性。在本研究中,不含SnF₂的器件效率从16.43%提高到24.07%。在最大功率点下,85°C 运行 550 小时后,电池仍能保持其初始效率的60%。

晶科能源与晶泰科技签署AI高通量叠层太阳能电池项目合作协议来源:晶科能源 发布时间:2026-01-08 10:22:16

全球极具创新力的光伏企业晶科能源近日宣布,与人工智能+机器人赋能研发创新的平台型企业晶泰科技签署战略合作协议,双方将共同成立合资公司,推进基于AI技术的高通量钙钛矿叠层太阳能电池合作研发。此举标志着两家在不同技术领域的领军者强强联合,正式开启在钙钛矿叠层等下一代光伏技术领域的深度协同,旨在通过“AI+机器人”重塑光伏研发范式,加速颠覆性技术的研发与产业化进程。

从化学到太阳能电池:材料创新在钙钛矿光伏革命中的核心作用来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-01-07 10:33:54

钙钛矿太阳能电池已经成为光伏领域的一项变革性技术。自2009年问世以来,因其卓越的效率、低成本的加工工艺和可调谐的光电特性,十年内已成为下一代光伏技术的主要候选者。然而,长期稳定性、铅毒性和工业可扩展性方面的挑战仍然是其大规模商业化的主要障碍。本文探讨了材料创新在克服这些障碍中的核心作用,重点关注成分工程、分子添加剂与钝化、界面化学以及二维/准二维钙钛矿系统的进展。特别关注了电荷传输架构的演变和新兴的商业前景。我们还强调了从追求性能的研究转向注重耐用性和可制造性策略的重要性。文章最后对未来钙钛矿太阳能电池的发展方向提出了建议,包括标准化测试、预测性材料设计和环境友好型制造的需求。

新加坡团队攻克钙钛矿-硅叠层太阳能电池量产化关键技术来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-01-04 14:06:35

新加坡国立大学的科学家们近期宣布,他们成功在工业级绒面硅片上,通过气相沉积工艺制造出了兼具高效率与长期热稳定性的钙钛矿-硅叠层太阳能电池。值得注意的是,今年6月,新加坡太阳能研究所的研究人员曾报告了钙钛矿-有机叠层太阳能电池取得了26.4%的认证效率世界纪录,并在更大测试器件上达到26.7%,创下了该技术至今的最高性能。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

目前最高值!AFM:双重钝化策略使钙钛矿电池太阳能-氢能转换效率达6.5%来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:13:06

FASCN促进钙钛矿晶粒长大,PDAI减少表面缺陷,共同抑制非辐射复合并提升电荷提取效率。进一步通过三元富勒烯混合物优化电子传输层,改善能级对齐并降低界面能量损失,使小面积器件的开路电压从1.41V提升至1.60V,能量转换效率达9.4%。该系统太阳能-氢能转换效率达6.5%,是目前报道的单吸收体PV-EC系统中最高值。单吸收体水分解效率创纪录:将优化后的1.0cm器件集成于PV-EC系统,实现6.5%的太阳能-氢能转换效率,为目前单吸收体光解水系统最高值。

27.2%!中科院游经碧团队Science:HVCD策略制备高效率钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:11:11

近期,中国科学院半导体研究所游经碧研究员领导的团队发现,基于MACl制备的钙钛矿薄膜存在垂直方向上氯分布不均匀的问题,主要原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中迅速迁移至上表面引起富集。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜,团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。该研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升,将为其产业化发展提供重要支撑。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

西安交通大学马伟团队Angew:香豆素基挥发/非挥发性固体添加剂协同作用,助力有机太阳能电池效率突破20.3%!来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:27:12

针对这一挑战,湘潭大学、西安交通大学、西安科技大学等多个团队合作设计并合成了两种具有相似骨架的香豆素衍生物固体添加剂:挥发性C5与非挥性C6。结论展望本研究通过精准设计一对结构相似但挥发性迥异的香豆素衍生物添加剂,首次系统比较并揭示了挥发性与非挥发性固体添加剂在有机太阳能电池中的作用机制差异。

四川大学彭强团队NC:溶剂蒸汽扩散驱动多尺度预聚集策略,助力有机太阳能电池突破20.7%效率!来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:25:04

论文概览精确调控活性层形貌是提升有机太阳能电池效率的关键,但其复杂性使得实现可重复的最优结构极具挑战。针对此难题,四川大学彭强、徐晓鹏团队创新性地开发了一种溶剂蒸汽扩散策略。实现效率突破:将单结有机太阳能电池效率推升至20.7%以上,跻身世界最高效率行列。结论展望本研究成功开发并验证了一种基于溶剂蒸汽扩散的、用于精确调控非富勒烯受体多尺度预聚集的通用策略。