在太陽(yáng)能電池與其金屬接觸層之間夾入一層富含氧的硅層，使得歐洲的研究人員打破了硅太陽(yáng)能電池將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的效率的性能記錄。但現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何使這些所謂的鈍化接觸適合大規(guī)模生產(chǎn)。

德國(guó)哈默林太陽(yáng)能研究所博士說(shuō):“目前，人們對(duì)鈍化太陽(yáng)能電池之間的接觸非常興奮。”這項(xiàng)技術(shù)使他的實(shí)驗(yàn)室為主導(dǎo)光伏市場(chǎng)的太陽(yáng)能電池創(chuàng)造了26.1%的新紀(jì)錄。目前商用太陽(yáng)能電池板的運(yùn)行效率約為20%。

鈍化觸點(diǎn)由兩層氧化硅和結(jié)晶硅組成，夾在太陽(yáng)能電池和金屬觸點(diǎn)之間。該設(shè)計(jì)于2013年由ISFH和德國(guó)弗萊堡的弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所共同開(kāi)發(fā)。近年來(lái)，它已經(jīng)將硅光電的能量轉(zhuǎn)換效率提高到25%以上——這一上限限制了研究人員在實(shí)驗(yàn)室中十多年來(lái)所能達(dá)到的效率。

大規(guī)模制造

不過(guò)，到目前為止，很少有制造商在工業(yè)中采用鈍化接觸。作為DISC項(xiàng)目的一部分，他現(xiàn)在正與歐洲各地的研究機(jī)構(gòu)和設(shè)備制造商協(xié)調(diào)工作，以簡(jiǎn)化它們的大規(guī)模制造設(shè)計(jì)。

到目前為止，用鈍化觸點(diǎn)制造創(chuàng)紀(jì)錄的太陽(yáng)能電池需要昂貴的材料和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，閔博士說(shuō)，工廠裝配線無(wú)法采用這些技術(shù)。然而，通過(guò)擺脫這些復(fù)雜的方法，并用在太陽(yáng)能電池行業(yè)已經(jīng)很常見(jiàn)的工具來(lái)替代它們，DISC協(xié)會(huì)希望降低這項(xiàng)技術(shù)的制造成本。

ISFH已經(jīng)顯著地取代了昂貴的和高導(dǎo)電的含銦層，該層沉積在電池表面，以便更好地收集鈍化接觸的電荷。通過(guò)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)壓力和溫度條件的微調(diào)，現(xiàn)在可以在使用大量材料的情況下，形成一種具有類似物理性能的含鋅層。

荷蘭設(shè)備供應(yīng)商Meco正在將復(fù)雜的光刻步驟與電鍍技術(shù)進(jìn)行交換，這些電鍍技術(shù)可以將鈍化接觸太陽(yáng)能電池的電觸點(diǎn)金屬化，其金屬化能力足以滿足工廠裝配線的需要。

在過(guò)去的一年里，光盤(pán)樣品穿梭于法國(guó)、德國(guó)、瑞士和荷蘭，作為合作伙伴在國(guó)際供應(yīng)線上發(fā)揮他們的作用。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都添加一層硅或其他其專長(zhǎng)的材料，逐漸將半導(dǎo)體堆疊成功能強(qiáng)大的太陽(yáng)能電池。

預(yù)計(jì)，在未來(lái)一年中，對(duì)這些工廠友好型設(shè)備的層進(jìn)行微調(diào)，將有助于它們?cè)诟?jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。在一個(gè)只有0.5%的差異就能決定公司成敗的行業(yè)，一項(xiàng)在實(shí)驗(yàn)室中被證明具有超過(guò)25%效率潛力的技術(shù)為制造商提供了誘人的前景。

太陽(yáng)能電池板的成本在很大程度上取決于其表面積。如果你能以30%的效率生產(chǎn)電池，而不是20%或15%，這真的有助于降低太陽(yáng)能的總成本。

33%的效率

今年早些時(shí)候，F(xiàn)raunhoferISE生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到了驚人的33%。研究人員根據(jù)元素周期表的第三和第五組元素，將含有鈍化接觸的硅太陽(yáng)能電池與另外兩種由更奇特材料制成的太陽(yáng)能電池堆疊在一起。

頂部的電池很好地吸收藍(lán)光，但它們是由相對(duì)罕見(jiàn)的元素組成的，比如鎵或銦，它們的組裝速度也比傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池慢。如果想在大眾市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)，必須將材料沉積的成本降低大約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

使用的原材料是昂貴的，但其中的光子效應(yīng)可以扭轉(zhuǎn)他們的經(jīng)濟(jì)。他說(shuō)，如果組裝得當(dāng)，制造商原則上可以少用90%的材料，而不會(huì)對(duì)太陽(yáng)能電池的效率或光吸收產(chǎn)生太大影響。

這種優(yōu)勢(shì)在太陽(yáng)能電池技術(shù)方面的領(lǐng)先地位至關(guān)重要。隨著太陽(yáng)能電池市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率飆升至11位數(shù)，亞洲的競(jìng)爭(zhēng)正日益將歐洲制造商擠出市場(chǎng)。