黑硅

提高光電轉換效率的電子材料

黑硅(black silicon)是最新研究發現的一種能大幅提高光電轉換效率的新型電子材料

簡介


通俗來講,黑硅就是把矽片弄成黑色,矽片還是原來的矽片,在表面用塗料做一層塗層,可以大量減少反射,這樣矽片看起來就是黑色的了。製法就是刷塗層,讓表面有一顆一顆的凸起,塗層的主要成份是二氧化硅。我們看現有的硅電池片,都是藍色的,然後上面有格柵,這樣的矽片已經做了鈍化處理鈍化的目的是減少反射和去掉懸空鍵,但是我們看起來還是藍色的,亮亮的,所以黑硅比現有的鈍化要高明很多。現有的鈍化需要嚴格的溫度要求,還要真空。
這種黑硅材料能夠捕捉幾乎全部日光。它就像一塊吸收光的海綿,可見光和紅外線都能吸收。這種材料能夠提高光的使用效率,產生的電流是傳統硅材料的幾百倍。此外,黑硅還可以減少光感測器的硅使用量,使產品更加便宜、小巧和輕便。

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近來,專業設備公司Natcore Technology將擴散發射器技術“黑硅”(Black Silicon)與Natcore的液相沉積(LPD)技術結合使用,並已被美國能源部所屬國家可再生能源實驗室(NREL)授予了獨家專利許可。Natcore的科學家和NREL研究人員稱黑硅生產流程可將平均反射率降低到1.5%以下,而現行先進抗反射塗層只能將平均反射率降低到大約6%。該公司的目標是在2012年讓該項技術上市
黑硅
黑硅
Natcore公司首席技術官Dennis Flood博士表示:“Natcore有能力通過液相沉積技術實現黑硅電池的鈍化,這在過去正是我們所缺少的。這種技術能夠推動黑硅發揮它的潛力。在Natcore的鈍化技術之前,必須將塗層電池置於1000度的熔爐中才能產生出熱氧化層。”
據Natcore介紹,其LPD硅石塗層實現鈍化的同時,無需額外的熱處理流程,從而降低流程成本,同時提高電池效率。Natcore公司總裁兼首席執行官Chuck Provini就此表示:“我們將NREL的黑硅技術與LPD以及鈍化技術相結合,將混合流程進行優化,並將他們融合到AR-Box中,實現具有超低反射率全液相流程,進而提高高性能硅太陽能電池的產量。”