加拿大的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)具有前景的砷化鎵太陽(yáng)能電池生產(chǎn)技術(shù)。讓電池直接生長(zhǎng)在硅襯底上是一項(xiàng)有前途的策略，能夠削減某些技術(shù)過(guò)高的生產(chǎn)成本。通過(guò)使用多孔硅，科學(xué)家能夠朝著以更低成本生產(chǎn)高性能III-V太陽(yáng)能電池的目標(biāo)邁進(jìn)一大步。

砷化鎵（GaAs）和其他III-V材料（按照它們?cè)谠刂芷诒碇械姆纸M命名）是廣為人知的高性能太陽(yáng)能電池材料，它們?cè)谵D(zhuǎn)換效率綜合記錄中占據(jù)大多數(shù)席位。

但它們通常高達(dá)數(shù)百美元每瓦的生產(chǎn)成本意味這些電池僅限用于驅(qū)動(dòng)衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)和其他電池性能優(yōu)先于發(fā)電容量每瓦成本的利基領(lǐng)域。 將生產(chǎn)成本降低到主流太陽(yáng)能應(yīng)用能夠利用其性能潛力的水平是一個(gè)非常重要的議題，近年來(lái)科學(xué)家們提出了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的一些方法。

讓GaAs層生長(zhǎng)在硅襯底上是一個(gè)非常有前景的方式，能夠剔除昂貴的鍺原料，同時(shí)允許更大規(guī)模的生產(chǎn)。但這個(gè)方式生產(chǎn)的電池層瑕疵很多，限制了在太陽(yáng)能電池中的性能。

加拿大舍布魯克大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家開(kāi)展了關(guān)于使用多孔硅替代晶體硅（c-Si）是否能夠帶來(lái)改善的研究。這次調(diào)查的結(jié)果發(fā)布在期刊《太陽(yáng)能材料與太陽(yáng)能電池》中, 結(jié)果顯示在其他方面保持一致的工藝中使用多孔硅替代晶體硅能夠?qū)崿F(xiàn)填充因子和開(kāi)路電壓的顯著提升。

納米異質(zhì)外延

這個(gè)團(tuán)隊(duì)使用了名為納米異質(zhì)外延（NHE）的工藝，在圖形襯底上生長(zhǎng)半導(dǎo)體層。團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè)兩步生長(zhǎng)工藝，首先生長(zhǎng)一個(gè)GaAs緩沖層彌合硅的孔隙，而后在565℃的溫度下沉積主薄膜。

多孔硅上生長(zhǎng)的尺寸為1×1 mm的電池具有56%的填充因子，而晶體硅上生長(zhǎng)的則為41%。該團(tuán)隊(duì)將之歸結(jié)于材料更少的瑕疵，導(dǎo)致了更低的重組和寄生損失。

團(tuán)隊(duì)指出，所生產(chǎn)電池的瑕疵水平仍需進(jìn)一步降低以實(shí)現(xiàn)有利的電池性能，并表示增加硅的多孔性以使其更加靈活，和在兩步生長(zhǎng)工藝中更好地優(yōu)化緩沖層，都是值得進(jìn)一步研究的方向。

文章來(lái)源：PV-Magazine