比利時研究機構IMEC于2010年7月13日宣布,通過采用外延生長制作的20μm厚結晶硅太陽能電池,實現了16.3%的單元轉換效率。單元面積比較大,為70cm2。IMEC介紹說該單元目前正在美國舊金山市舉行的半導體展會“Semicon West 2010”(2010年7月12~16日)上展示。
IMEC正在IMEC Industrial Affiliation Program(IIAP)這一開發項目中,開發兩種新一代結晶硅太陽能電池(參閱本站報道)。一種是從鑄錠上切割結晶硅晶圓后使用的整體型。另一種是通過外延生長在底板上形成結晶硅的型號。后者的特點是:雖然也在底板上采用了多晶硅晶圓,但晶圓質量不高也可使用,而且厚度大幅薄于整體型。
此次開發的單元制造工藝概要如下。首先,在底板上形成由多孔硅構成的光密封專用布拉格反射層。然后,通過CVD(化學氣相沉積)法,按照p型BSF(Back Surface Field)、p型層以及n型層的順序來層疊半導體層。最后,在表面進行等離子處理,形成用于光密封的凹凸。
IMEC在同樣采用外延生長的同時,制作出了部材不同的兩種單元。一種是采用高質量結晶硅底板,在電極中采用銅(Cu)布線的單元。另一種是采用通過名為UMG(Upgraded Metallurgic Grade)的冶金工藝制造的質量稍低的結晶硅晶圓,通過絲網印刷形成布線圖案的單元。16.3%的轉換效率是通過采用高質量結晶硅底板實現的。采用UMG硅晶圓的單元的轉換效率為14.7%。IMEC的能源及太陽能業務總監Jef Poortmans表示,“如果用銅來封裝布線圖案,那么即便是采用低質量底板的單元,也可以將轉換效率提高至可與現有結晶硅太陽能電池相競爭的水平”。(記者:野澤 哲生)
轉換效率為16.3%的單元。采用了高質量結晶硅底板和銅布線。
轉換效率為14.7%的單元。采用了低質量結晶硅底板,以及通過絲網印刷形成的布線。