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新捷径简化了太阳能电池的生产

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化学家Andrew Barron的Rice实验室在美国化学学会期刊ACS Applied Materials and Interfaces上公开了这项研究。

黑硅是具有纳米级尖峰或孔的高度纹理表面的硅,其比光的波长小。该纹理可以在任何时间从任何角度有效收集光线。他说,巴伦和他的团队一段时间以来一直在微调黑色硅的生产,但是制造技术的进步将推动它更接近商业化。

巴伦指出,赖斯领导的新工作是由博士后研究员陆燕田主导的两大景点。 “一,从流程中消除步骤总是很好,”他说。 “第二,这是金属化首次成为几毫米以外反应的催化剂。”

巴伦表示,用作顶部电极的金属层通常最后应用于太阳能电池制造。被称为接触辅助化学蚀刻的新方法应用了该工艺中早期用作电极的一组细金线,这也消除了去除用过的催化剂颗粒的需要。

研究人员发现,化学浴中的蚀刻发生在距离管线一定距离处。 Barron说,这个距离似乎与硅的半导体特性有关。

“Yen-Tien正在与黄金顶级交易商做出反应,增加银或黄金催化剂,并获得这些美丽的图片,”他说。 “我说,'好的,很好。现在让我们没有催化剂吧。“突然,我们得到了黑色的硅 - 但它只是在距离接触点一定距离的地方进行蚀刻。不管我们做了什么,总会有那么远的距离。

“它告诉我们,电化学反应发生在金属触点和距离一定距离的硅片上,”Barron说。 “距离取决于硅的电荷承载能力,电导率。在某种程度上,电导率不足以使电荷进一步携带。“

巴伦表示,钛金顶层的极薄金层与金和硅结合良好,应该是一种有效的电极,它也可用于催化作用。 “诀窍在于深入蚀刻山谷,以消除阳光的反射,同时不会太深,导致电池短路。”他说。

他表示,电极作为催化剂的能力表明其他电子制造工艺可能会受益于一些混洗。

“金属触点通常是最后放下的,”巴伦说。 “它引发了许多关于是否提前降低接触点并将其用于其余过程的化学反应的过程的问题。”

该研究得到了罗伯特A.韦尔奇基金会,威尔士政府SêrCymru计划和Natcore科技的支持。

Barron是位于斯坦西大学的Charles W. Duncan Jr.-Welch化学教授,Rice的材料科学和纳米工程教授以及SêrCymru低碳能源和环境主席。

出版物:Yen-Tien Lu和Andrew R Barron,“使用金顶部接触原位制造自对准选择性发射极硅太阳能电池以促进合成纳米结构黑色硅抗反射层而不是外部金属纳米粒子催化剂“,ACS Appl。母校。 Interfaces,2015; DOI:10.1021 / acsami.5b01008

来源:莱斯大学Mike Williams

图片:由巴伦集团提供