磷化銦納米柱徑向同質(zhì)結(jié)陣列結(jié)構(gòu)的制備及高效光電轉(zhuǎn)換器件
1. 痛點問題
目前硅基太陽能電池占據(jù)著太陽能電池的主導地位,其中單晶硅電池轉(zhuǎn)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(chǎn)成本高。而對于多晶硅,由于缺陷較多,轉(zhuǎn)換效率比較低。III-V族材料轉(zhuǎn)換效率高,但是材料和生產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(zhì)結(jié)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(zhì)結(jié)陣列結(jié)構(gòu)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(xiàn)了磷化銦納米柱陣列和徑向同質(zhì)結(jié)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(zhì)結(jié)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(jié)構(gòu)相比于平面結(jié)構(gòu)具有更好的陷光效應,只需使用少量的材料便可以實現(xiàn)高效光吸收。
合作需求
本項目下一步發(fā)展需求主要集中在與太陽能電池相關(guān)企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品合作,優(yōu)化和固定產(chǎn)品制作工藝流程,降低生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的工程化和市場資源。
清華大學
2022-03-09