当前位置:首页 > 光伏资讯 > 光伏科技 > 正文

厉害了!日本福岛大学研发出“比报纸薄且能弯曲”的异质结型太阳能电池

来源:日经BP社发布时间:2016-10-18 15:30:27

福岛大学10月5日宣布,运用喷墨涂布方式,制成了背面电极式晶体硅型太阳能电池。比报纸还薄,而且能弯曲。

使用减薄了的硅基板,采用背面电极的异质结太阳能电池的制造工艺

用喷墨涂布方式形成了背面电极的蚀刻掩模(出处:福岛大学)

这是全球首例表面没有电极且可自主弯曲的太阳能电池。因为易于在曲面上设置,所以有望应用于建筑物、便携式终端、汽车等广泛用途。

以喷涂简化工艺。在形成蚀刻掩模时与光刻的差异(出处:福岛大学)

在这种价格低廉、轻薄且可弯曲的太阳能电池中,使用化合物或非晶硅制成的薄膜型太阳能电池比较知名,而使用硅基板的晶体硅型,将基板的厚度缩小到50μm(μm:微为百万分之1)以下也能实现。

本次开发的太阳能电池(出处:福岛大学)

要进一步提高晶体硅型太阳能电池转化效率有两个可行的方法,分别是异质结和背面电极。福岛大学对减薄厚度的晶体硅型太阳能电池就采用了这两种方法。

异质结是将物性不同的半导体材料接合起来的技术,把能将不同波长的光转换为电的材料组合起来,可以提高转换效率。

福岛大学此次组合了晶体硅和非晶硅。将厚度为280μm的硅基板以研磨和蚀刻变薄,形成了异质结型太阳能电池。加工后的总厚度约为53μm。

背面电极是只在太阳能电池的背面形成电极,并高效输出电能的技术。一般的晶体硅型太阳能电池表面有电极,受光面积会因此而减少。将电极集中到背面,受光面变大,每个单元(发电元件)的转换效率会提高。

用喷墨涂布方式形成背面电极。

现在背面电极的形成,采用的是半导体常用的光刻技术,精度能达到±1μm以下。因为在形成的过程中,需要反复去除多余的膜,所以不仅工序复杂,材料的利用率也低至不到5%,而且每道工序都需要使用昂贵的制造装置。

喷墨涂布与光刻相比,不仅可以大幅降低装置的价格,还可使材料利用率达到90%以上。

此次,福岛大学在光刻部分运用喷墨涂布技术,不但简化了工序,还实现了太阳能电池所需要的±50μm的精度。

在形成特定膜之后,在上面喷涂了“掩模”,用来保护需要保留的部分。过去形成掩模的形状需要经过涂布光刻胶、曝光、显影三道工序,而此次采用喷涂,只需要一道工序,就制作出了相同的形状。

据称,迄今没有过由背面电极来减薄晶体硅型太阳能电池厚度的尝试。这一方面是因为由光刻制作背面电极使用的制造装置价格高昂,另一方面是因为基板减薄后的问题。

在减薄之后,基板的机械负载会变弱。因此,在后续的制造工序中,会因为受到机械应力而发生破损。

在此之前曾经有两个开发先例。二者都没有采用硅基板,而是使用以气体为原料形成(外延生长)的薄膜硅,并且接合了玻璃和硅制成的支持基板,以弥补机械强度的不足,使其能够耐受生成电极等工序。

据称,喷墨涂布的运用也能防止减薄后的硅基板承受过大的机械载荷。此次,福岛大学对减薄到大约53μm的硅基板直接进行处理,成功形成了背面电极。

太阳能电池单元的尺寸约为10mm见方,3个单元排列在PET薄膜基板上,组成了50mm×19mm的太阳能电池模块。

此次开发的电池转化效率虽然只有10.7%,但通过改进制造工艺等,设想可以提高到接近20%。

此为在文部科学省的地方创新战略支援计划“可再生能源先驱之地福岛”中,在日本产业技术综合研究所的协助下取得的研究成果,将在10月19~20日于BigPalette福岛举办的“第5届福岛复兴可再生能源产业展2016”上展示。

特别声明:
凡本网注明来源: "索比光伏网或索比咨询"的所有作品,均为本网站www.solarbe.com合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明来源: "索比光伏网或索比咨询"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
推荐新闻
AI的尽头是光伏!美国谷歌首次在日本采购太阳能电力

AI的尽头是光伏!美国谷歌首次在日本采购太阳能电力

谷歌首次在日本签署太阳能发电电力购买合同,与伊藤忠商事和关西电力等合资的Clean Energy Connect等公司合作。计划到2026年投资100亿日元,建设约800个太阳能发电站,总发电能力近7万千瓦。此举旨在将谷歌的数据中心和办公室等电力需求转向无温室气体排放的发电方式,并推动可再生能源的发展。

太阳能发电谷歌日本光伏市场
2024-05-30
日本光伏装机容量持续增长,到2030年预计增至117.6GW!

日本光伏装机容量持续增长,到2030年预计增至117.6GW!

在2011年地震和随后的福岛核事故之后,日本意识到核电站受损所面临的经济下滑和社会舆论风险。2011年以后,可再生能源在逐步取代核能成为了日本低碳电力的主角。在过去十年中,日本在实现高效、有弹性和可持续能源系

日本光伏市场日本光伏装机量
2021-11-19
不敌中国组件的激烈竞争 日系太阳能组件厂纷纷撤退

不敌中国组件的激烈竞争 日系太阳能组件厂纷纷撤退

不敌中国组件激烈竞争日系太阳能组件厂纷纷撤退中国的组件制造从2000开始,从最初的两头在外,到如今全球95%的太阳能组件均来自中国制造,仅用了短短20年的时间。而与此同时,中日太阳能企业的发展此消彼长。在中国

日本光伏市场日本光伏企业松下
2021-11-05
日本脱碳:大规模太阳能光伏的挑战与机遇

日本脱碳:大规模太阳能光伏的挑战与机遇

日本| 根据RTS公司提供的数据和分析结果,以及对Vena EnergyJapan、Sonnedix Japan和Baywa Japan的采访,AndyColthorpe了解到了日本大型光伏市场的现状与未来预期。首图:Vena Energy Japan的35MWOno光伏发电项目,

日本光伏市场日本脱碳日本光伏装机量
2021-07-07
水电总院张益国:水风光一体化、光伏治沙等新业态不断涌现

水电总院张益国:水风光一体化、光伏治沙等新业态不断涌现

6月28日,《中国可再生能源发展报告2023年度》与《中国可再生能源工程造价管理报告2023年度》在北京发布。水电水利规划设计总院副院长张益国对《中国可再生能源发展报告2023年度》(以下简称《报告》)进行了介绍,他表示,2023年度报告考虑可再生能源多元协同和融合发展的趋势,改变了分品类纵向分析可再生能源发展的思路,从资源、开发、建设、利用、产业技术、政策、国际合作等视角,系统全面、重点突出地分析研究了我国可再生能源发展情况。

可再生能源太阳能电池技术光伏治沙
2024-07-03
光伏电池技术:TOPCon、HJT、钙钛矿、IBC,各自的原理、特点优势以及应用场景

光伏电池技术:TOPCon、HJT、钙钛矿、IBC,各自的原理、特点优势以及应用场景

一、TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)技术1,原理与特点:TOPCon技术是一种基于选择性载流子原理的太阳能电池技术。它通过在电池表面添加一层超薄的二氧化硅(1~2nm)和一层掺杂的多晶硅层,形成钝化接触结构

太阳能电池技术
2024-04-17
隆基徐希翔、李振国团队在P型硅片上实现26.6%的异质结电池效率

隆基徐希翔、李振国团队在P型硅片上实现26.6%的异质结电池效率

在非晶/结晶硅(a-Si:H/c-Si)界面形成的异质结具有独特的电子特性,可用于硅异质结(SHJ)太阳能电池。超薄a-Si:H钝化层的结合实现了750 mV的高开路电压(Voc)。此外,n型或p型掺杂的a-Si:H接触层可以结晶成混合相,减轻寄生吸收,并提高载流子选择性和收集效率。

异质结太阳能电池技术
2024-03-13
钙钛矿“搅局”晶硅世界!

钙钛矿“搅局”晶硅世界!

提高太阳能利用效率,是科学家们永恒的课题。但自打问世于1954年的单晶硅太阳能电池技术,将晶硅推向光伏世界的王位,并在此后多年,试图以它的「权杖」碰触29.43%的理论极限效率而屡屡未果,这个领域,就再也不曾出现撼动它的革命性技术和创新性材料。

钙钛矿太阳能电池技术
2024-03-06
返回索比光伏网首页 回到厉害了!日本福岛大学研发出“比报纸薄且能弯曲”的异质结型太阳能电池上方
关闭
关闭