美國(guó) Natcore 公司研發(fā)串聯(lián)式量子點(diǎn)薄膜太陽(yáng)能電池

美 國(guó) Natcore 公 司與賴(lài) 斯大 學(xué) （Rice University）共同研制出可實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的硅和鍺量子點(diǎn)兩種多層薄膜電池。該產(chǎn)品采用3節(jié)電池串聯(lián)式層疊結(jié)構(gòu)，每節(jié)可吸收不同光譜區(qū)的光線，轉(zhuǎn)換效率可提升至 30%以上， 幾乎是現(xiàn)有太陽(yáng)能電池效率的兩倍，并且無(wú)需使用成本較高的硅晶圓作為層疊結(jié)構(gòu)的底層子電池（subcell）。 該成果可大幅降低串聯(lián)式太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本，對(duì)該類(lèi)電池的研發(fā)具有重要意義。

每層薄膜由嵌在二氧化硅基體上的硅或鍺量子點(diǎn)層組成。此次采用經(jīng)賴(lài)斯大學(xué)專(zhuān)利授權(quán)的液相 沉 積 法 （liquid phase deposition,LPD） 取 代 以 往化 學(xué) 氣 相 沉 積 法 （chemical vapor deposition,CVD）來(lái)制備二氧化硅基體，從而將量子點(diǎn)的形成與二氧化硅層的生長(zhǎng)予以分離，使得相關(guān)人員可自由選擇量子點(diǎn)類(lèi)型、大小及其二氧化硅的層間距。

針對(duì)此類(lèi)結(jié)構(gòu)實(shí)施了首次光電流（photo-generated current）測(cè) 量 ， 結(jié) 果 表 明 兩 種 薄 膜 在 不 同 的光譜區(qū)內(nèi)感光。鍺量子點(diǎn)尺寸較大，對(duì)紅外線較多的光源產(chǎn)生響應(yīng)，而硅量子點(diǎn)則對(duì)紫外線較多的光源響應(yīng)。

公 司 技 術(shù) 總 監(jiān) Dennis Flood 表 示 ， 研 究 結(jié) 果證明：采用低成本的濕化學(xué)法組合多層量子點(diǎn)的方法切實(shí)可行，無(wú)需使用價(jià)格昂貴的硅晶圓亦可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池的制造；用量子點(diǎn)薄膜替代硅基太陽(yáng)能電池能保證獲得相同的整體光吸收率。該成果有利于實(shí)現(xiàn)采用低成本的卷對(duì)卷制作工藝生產(chǎn)太陽(yáng)能電池組件，而這種組件的輸出功率有望達(dá)到目前市場(chǎng)上普通太陽(yáng)能電池組件的兩倍。

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)