日前，中科院微电子所在多晶黑硅太阳能电池研究上获得重大突破。
黑硅是一种低反射率的硅材料，和常规的硅材料相比它具有超强的吸收光线的能力，可用于太阳能电池产业。中科院微电子所微电子设备研究室（八室）夏洋研究员带领的研究团队，原创性提出利用等离子体浸没离子注入技术制备黑硅材料。该团队利用自行研制的等离子体浸没离子注入机（国家自然科学基金委、中科院装备项目、方向性项目支持）制备了多种微观结构的黑硅材料，在可见光波段黑硅的平均反射率为0.5%，与飞秒激光制备黑硅的反射率相当，同时该工艺适应大批量制备，成本低，生产效率高。其科研文章发表在Solar Energy、Energy Procedia、Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena、物理学报等多家期刊上，已申请专利30余项。
通过对黑硅结构进行优化，并且对生产线电池配套工艺进行改进，在全国产设备生产线研发出多晶黑硅太阳能电池（156mm×156mm，多晶）批量平均效率高达17.46％，最高可到17.65%。
黑硅表面微观结构，表面大量的纳米孔可以增加光吸收
批量多晶黑硅电池实验数据
|
序号 |
开路电压(V) |
短路电流(A) |
最大功率(W) |
填充因子 |
电池效率(%) |
Voc斜率(Ω) |
Isc斜率(Ω) |
|
1 |
0.626 |
8.679 |
4.294 |
0.791 |
17.647 |
0.00476 |
8.401 |
|
2 |
0.625 |
8.686 |
4.209 |
0.775 |
17.296 |
0.005378 |
5.934 |
|
3 |
0.625 |
8.680 |
4.240 |
0.781 |
17.421 |
0.005254 |
6.954 |
|
4 |
0.625 |
8.662 |
4.239 |
0.782 |
17.419 |
0.005248 |
5.701 |
|
5 |
0.625 |
8.666 |
4.253 |
0.785 |
17.475 |
0.005039 |
6.012 |
|
6 |
0.626 |
8.694 |
4.257 |
0.782 |
17.494 |
0.005207 |
6.905 |
|
7 |
0.624 |
8.671 |
4.238 |
0.783 |
17.413 |
0.005142 |
4.916 |
|
8 |
0.626 |
8.689 |
4.262 |
0.783 |
17.515 |
0.005124 |
6.543 |
|
平均值 |
0.625 |
8.678 |
4.249 |
0.783 |
17.460 |
0.005144 |
6.421 |
科研工作