基于黑硅材料的高效太阳电池研究

项目名称： 基于黑硅材料的高效太阳电池研究

项目编号： No.60976046

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 韩培德

作者单位： 中国科学院半导体研究所

项目金额： 50万元

中文摘要： 黑硅是一种新型的表面微纳结构材料，它是在SF6等硫系元素环境中，通过超快脉冲激光辅助化学腐蚀Si表面，自组装成众多微米尺度的晶锥。这种晶锥具有光子陷阱作用，使入射光的反射趋近于零；同时，硫系元素在Si表层的非平衡高浓度掺杂，形成了局域态叠加的深能级子带，导致了三级或多级光吸收，使黑硅对整个太阳光谱具有90%以上的吸收率。这种高的光吸收对提升电池的光电转换效率有着直接的推动作用，而高效太阳电池对减少矿物能源消耗、降低污染排放、保护绿色环境都有着极其重要的意义。本课题主要涉及激光与Si表面作用，涉及黑硅表层显微结构、光学吸收特性、电学特性的表征与分析，涉及深能级位置和浓度、杂质激活率、缓变型PN结等基础特性研究；涉及黑硅太阳电池的器件结构设计、载流子产生、分离、输运和收集的机理研究；涉及电子束退火、离子束注入和粗糙表面电极制备等工艺组合，以及短路电流、开路电压和转换效率的测试分析。

中文关键词： 黑硅光伏电池；富硫系元素硅层；过饱和掺杂；光电响应；晶硅光伏电池

英文摘要：

英文关键词： Black silicon solar cell；chalcogen-rich silicon layer；Supersaturation doping；Opto-electron responce；Silicon solar cell