多晶硅太陽能電池轉換效率大幅提高 光電轉換效率提高27%同時維持較低制造成本

本報訊（記者 李學華） 據美國“技術評論”網站報道，麻省理工學院（MIT）科學家最近發明了可大幅提高多晶硅太陽能電池效率，同時維持低成本的方法。他們同時成立了一家名為1366的技術公司以將這項技術商業化。
　　伊曼紐爾．薩克斯是MIT機械工程學教授，也是1366公司的創辦人之一。他的實驗室研制出的大約2厘米寬的小型多晶硅太陽能電池，其光電轉換效率（將定量的光能轉換成電能的效率）比普通多晶硅太陽能電池提高了27％。
　　薩克斯采用了3項關鍵的發明來提高太陽能電池模型的效率。首先，在太陽能電池表面增加紋理，使硅板能吸收更多的光。當光線進入電池時，粗糙的表面使得光線發生彎曲，當光線到達電池的背面時，它不會被直接反射出去，而是被小角度反彈回，從而駐留在硅太陽能板里。光線在硅板里停留的時間越長，它被吸收而轉換成電能的幾率就越大。這項技術曾在單晶硅太陽能電池上使用，但此前在多晶硅電池上還很難實現。
　　第二項發明與采集硅板產生的電流的銀絲有關。薩克斯發明了一項技術，可以制備很細的銀絲———其直徑只有太陽能電池通常使用的銀絲的五分之一，而且提高了導電率。銀絲越細，制造成本就越低。同普通銀絲相比，細銀絲可以更緊密的排列，彼此的間隔更小，這使得銀絲采集電流的效率更高。
　　最后一項發明是使用一套寬平的金屬條來匯集通過細銀絲傳來的電流。通常，這些金屬條會阻礙光線進入太陽能電池，從而使電池效率下降。但薩克斯通過蝕刻金屬條表面，使其變得像多面鏡一樣，從而獲得了與在硅板表面增加紋理一樣的效果。雖然這道工藝步驟會使生產成本增加，但銀的用量減少了，二者可以抵消。
　　一般來說，多晶硅太陽能電池要比昂貴的單晶硅太陽能電池轉換效率低，但要便宜許多。27％的效率提升意味著可以較低的成本生產出與單晶硅太陽能電池效率相當的多晶硅太陽能電池。目前的太陽能電池每產生1瓦的電力，需要2.1美元。1366公司正在興建一座試驗工廠，以生產完全尺寸的太陽能電池（大約15厘米寬）。薩克斯說，如果公司的放大生產能夠成功，這項技術將使太陽能發電的成本大幅降低。他估計，第一批采用新技術生產的太陽能電池，其發電成本約為1.65美元/瓦，考慮到今后的技術改進，成本會降為1.30美元/瓦。但是要想和煤炭發電競爭，太陽能發電的成本必須降到1美元/瓦才行。薩克斯預測，通過改進減反射涂層和其它技術進展，在2012年左右，這個目標完全可以達到。