比利時(shí)研究機(jī)構(gòu)IMEC于2010年7月13日宣布,通過(guò)采用外延生長(zhǎng)制作的20μm厚結(jié)晶硅太陽(yáng)能電池,實(shí)現(xiàn)了16.3%的單元轉(zhuǎn)換效率。單元面積比較大,為70cm2。IMEC介紹說(shuō)該單元目前正在美國(guó)舊金山市舉行的半導(dǎo)體展會(huì)“Semicon West 2010”(2010年7月12~16日)上展示。
IMEC正在IMEC Industrial Affiliation Program(IIAP)這一開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中,開(kāi)發(fā)兩種新一代結(jié)晶硅太陽(yáng)能電池(參閱本站報(bào)道)。一種是從鑄錠上切割結(jié)晶硅晶圓后使用的整體型。另一種是通過(guò)外延生長(zhǎng)在底板上形成結(jié)晶硅的型號(hào)。后者的特點(diǎn)是:雖然也在底板上采用了多晶硅晶圓,但晶圓質(zhì)量不高也可使用,而且厚度大幅薄于整體型。
此次開(kāi)發(fā)的單元制造工藝概要如下。首先,在底板上形成由多孔硅構(gòu)成的光密封專(zhuān)用布拉格反射層。然后,通過(guò)CVD(化學(xué)氣相沉積)法,按照p型BSF(Back Surface Field)、p型層以及n型層的順序來(lái)層疊半導(dǎo)體層。最后,在表面進(jìn)行等離子處理,形成用于光密封的凹凸。
IMEC在同樣采用外延生長(zhǎng)的同時(shí),制作出了部材不同的兩種單元。一種是采用高質(zhì)量結(jié)晶硅底板,在電極中采用銅(Cu)布線(xiàn)的單元。另一種是采用通過(guò)名為UMG(Upgraded Metallurgic Grade)的冶金工藝制造的質(zhì)量稍低的結(jié)晶硅晶圓,通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成布線(xiàn)圖案的單元。16.3%的轉(zhuǎn)換效率是通過(guò)采用高質(zhì)量結(jié)晶硅底板實(shí)現(xiàn)的。采用UMG硅晶圓的單元的轉(zhuǎn)換效率為14.7%。IMEC的能源及太陽(yáng)能業(yè)務(wù)總監(jiān)Jef Poortmans表示,“如果用銅來(lái)封裝布線(xiàn)圖案,那么即便是采用低質(zhì)量底板的單元,也可以將轉(zhuǎn)換效率提高至可與現(xiàn)有結(jié)晶硅太陽(yáng)能電池相競(jìng)爭(zhēng)的水平”。