磷化铟纳米柱径向同质结阵列结构的制备及高效光电转换器件
1. 痛点问题
目前硅基太阳能电池占据着太阳能电池的主导地位,其中单晶硅电池转换效率已可以达到25%左右,但它们需要比较多的单晶硅材料,生产成本高。而对于多晶硅,由于缺陷较多,转换效率比较低。III-V族材料转换效率高,但是材料和生产成本居高不下,难以推广使用。虽然可以利用纳米柱阵列来提高光吸收能力及减少材料成本,但是由于纳米柱结构具有很大的表面积,载流子较大的表面复合严重影响着器件的性能,而且需要昂贵的设备生长径向异质结和控制掺杂浓度。
2. 解决方案
本项目提出一种磷化铟纳米柱径向同质结阵列结构的简单制备方法,目前已完成高效太阳能电池验证和原型器件的制备,另还有可见光探测器等在研。
本方法是在磷化铟纳米柱制备过程中,利用刻蚀气体中加入氢气,可以同时实现了磷化铟纳米柱阵列和径向同质结的制备,通过控制刻蚀时间及氢气含量,精确控制磷化铟表面掺杂浓度及深度,相比于其他生长径向同质结的方法,本方法设备简单,制备效率高。在降低成本方面,纳米柱结构相比于平面结构具有更好的陷光效应,只需使用少量的材料便可以实现高效光吸收。
合作需求
本项目下一步发展需求主要集中在与太阳能电池相关企业的技术和产品合作,优化和固定产品制作工艺流程,降低生产成本。其次是资本投资、政府政策等方面的扶持。需要的外部资源主要是产业的工程化和市场资源。
清华大学
2022-03-09