IMEC開發的矽納米線太陽能電池使轉換效率達30%以上
發布時間:2009-11-25 來源:技術在線
新聞事件:
在太陽能電池領域,瞄準下下代太陽能電池的各種構想不斷湧現。其中一種設想是在底板上排列細線狀的矽(矽納米線)。包括美國通用電氣(General Electric)在內,目前世界各地都在進行開發。
大多數的開發者的開發目的在於通過製成線狀減少矽用量從而降低成本,以及利用密布的矽納米線減少光反射。
與此相比,比利時IMEC的目的則在於利用矽納米線的量子效應。在2009年11月9日於東京舉行的“IMEC Executive Seminar”上,IMEC光伏業務總監Jef Poortmans介紹了矽納米線太陽能電池的開發現狀。
IMEC的目標是實現在矽底板上形成矽納米線的太陽能電池。矽底板的帶隙為1.1eV,而利用量子效應的矽納米線為1.7~1.8eV。組合帶隙不同的矽底板和矽納米線,可期待提高效率。Poortmans表示:“如果這一設想能夠實現,轉換效率將達到約33%”。
目前,IMEC正在嚐試試製適於太陽能電池的矽納米線。要實現1.7~1.8eV的帶隙,矽納米線的直徑需要降至2~4nm。為形成這種極細的矽納米線,IMEC采用了為製造新一代半導體而開發的EUV曝光。
不過,即使采用EUV曝光和蝕刻,也隻能形成直徑為40~65nm的矽納米線。因此,對直徑為40~65nm的矽納米線進行氧化之後,利用HF氣體去除氧化部分使其進一步變細。目前,利用這種方法獲得了直徑為8~25nm左右的矽納米線。作為其他目標的矽納米線間距(90nm)和長度(500nm)在EUV曝光和蝕刻時得以實現。
今後將利用EUV曝光和蝕刻將直徑減至30nm,然後利用氧化和HF氣體將直徑減至3nm。獲得適用於太陽能電池的直徑3nm矽納米線之後,將進一步確認太陽能電池的特性。
為了利用量子效應實現矽納米線,不僅要對線進行微細化,還要開發取代EUV曝光的低成本製造方法。對於研製下下代太陽能電池,還需要進一步的技術創新。

IMEC計劃開發的矽納米線太陽能電池(數據由IMEC提供) 最新開發先現狀(數據由IMEC提供)
- IMEC的目標是實現在矽底板上形成矽納米線的太陽能電池,轉換效率將達到約33%
- 獲得適用於太陽能電池的直徑3nm矽納米線之後,將進一步確認太陽能電池的特性
- 還要開發取代EUV曝光的低成本製造方法
- 對於研製下下代太陽能電池,還需要進一步的技術創新
在太陽能電池領域,瞄準下下代太陽能電池的各種構想不斷湧現。其中一種設想是在底板上排列細線狀的矽(矽納米線)。包括美國通用電氣(General Electric)在內,目前世界各地都在進行開發。
大多數的開發者的開發目的在於通過製成線狀減少矽用量從而降低成本,以及利用密布的矽納米線減少光反射。
與此相比,比利時IMEC的目的則在於利用矽納米線的量子效應。在2009年11月9日於東京舉行的“IMEC Executive Seminar”上,IMEC光伏業務總監Jef Poortmans介紹了矽納米線太陽能電池的開發現狀。
IMEC的目標是實現在矽底板上形成矽納米線的太陽能電池。矽底板的帶隙為1.1eV,而利用量子效應的矽納米線為1.7~1.8eV。組合帶隙不同的矽底板和矽納米線,可期待提高效率。Poortmans表示:“如果這一設想能夠實現,轉換效率將達到約33%”。
目前,IMEC正在嚐試試製適於太陽能電池的矽納米線。要實現1.7~1.8eV的帶隙,矽納米線的直徑需要降至2~4nm。為形成這種極細的矽納米線,IMEC采用了為製造新一代半導體而開發的EUV曝光。
不過,即使采用EUV曝光和蝕刻,也隻能形成直徑為40~65nm的矽納米線。因此,對直徑為40~65nm的矽納米線進行氧化之後,利用HF氣體去除氧化部分使其進一步變細。目前,利用這種方法獲得了直徑為8~25nm左右的矽納米線。作為其他目標的矽納米線間距(90nm)和長度(500nm)在EUV曝光和蝕刻時得以實現。
今後將利用EUV曝光和蝕刻將直徑減至30nm,然後利用氧化和HF氣體將直徑減至3nm。獲得適用於太陽能電池的直徑3nm矽納米線之後,將進一步確認太陽能電池的特性。
為了利用量子效應實現矽納米線,不僅要對線進行微細化,還要開發取代EUV曝光的低成本製造方法。對於研製下下代太陽能電池,還需要進一步的技術創新。

IMEC計劃開發的矽納米線太陽能電池(數據由IMEC提供) 最新開發先現狀(數據由IMEC提供)
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