夏普以35.8％改写太阳能电池转化功率纪录
2009年10月29日2009年10月29日
“功率已挨近内燃机。这是完结转化功率破50％的抱负太阳能电池进程中的一个重大突破”（夏普）。日前，夏普把太阳能电池转化功率的最高纪录进步到了35.8％。假如以1000倍进行聚光，转化功率还有望到达45％。
夏普的技能人员正在进行新一轮的开发。方针是以1/10的本钱，使非聚光时的单元转化功率逾越40％。以逾越40％为方针赶紧开发的并非夏普一家。为了完结高效太阳能电池，有关技能开发竞赛正越来越活泼。
在此之前，最高转化功率是美国NREL（NaTIonal Renewable Energy Laboratory）于2007年发明的33.8％。聚光条件下的最高功率则是美国Spectrolab刚刚在2009年10月的学会上发布的41.6％。包含夏普此次的效果在内，发明纪录的悉数为三结合式化合物的多结太阳能电池。
把太阳能电池的转化功率进步至极限需求组合带隙不同的资料，以便充分使用各个波长的光线。曩昔夏普重视制作的简单性，挑选了晶格常数挨近的资料。即顶单元（三结结构的上层）为InGaP，中单元（同上，中层）为InGaAs，底单元（同上，基层）为Ge，底板为Ge。
此次，夏普以优化带隙为先，底单元的Ge（带隙为0.67eV）由InGaAs（同上，0.97eV）代替，选用了InGaP（顶）、GaAs（中）、InGaAs（底）、GaAs底板的组合。因而，依照从顶层到底层的次序，波长从短到长的光线都可以有效地应用于发电。
经过逆向层叠处理课题
这种组合存在InGaP的晶格常数与GaAs底板及其他层差异较大的课题。该现象会诱发晶体缺点，难以完结高功率。为此，夏普掉转了曩昔的成膜次序，经过选用从InGaP（顶）开端顺次成膜的“逆向层叠形成法”，使晶格常数与GaAs底板根本到达了共同。经过在晶格常数不同的GaAs（中）与InGaAs（底）之间刺进缓冲层，按捺了缺点的发生。考虑到透射波长，缓冲层与顶层同为InGaP。
在运用逆向层叠形成法从InGaP（顶）开端顺次叠加至InGaAs（底）后，3层需求与GaAs底板别离，InGaAs（底）层朝下转印至Si底板上。使InGaP层处于外表方向。与Si底板接合运用的是“类似于焊锡的资料”（夏普）。
除了高效化，该办法在未来还可以下降本钱。GaAs底板别离工序现在运用的是刮除GaAs底板的办法。假如在未来可以使用刺进剥离层、向期望剥离的部分施行离子注入等办法完结该工序，那么，GaAs底板将有望完结重复使用。因为GaAs底板价格十分贵重，因而，该办法的完结可以大幅下降本钱。
凭借以上改善，“比晶体Si型高2位数”的制作本钱有望下降到现在的1/10。其用处现在仅限于人造卫星，但随着本钱的下降，往后还或许拓宽至其他范畴。
转化功率的提高不会就此中止。夏普计划在2025年开宣布单元转化功率为40％，1000倍聚光时的转化功率为50％的革命性太阳能电池。经过在InGaAs（底）下方增设新层，完结4结式化合物多结太阳能电池。制作办法仍为此次的逆向层叠形成法。除带隙不同的资料外，使用量子点的带隙操控层也有望成为新层。
韩国LG与台湾友达光电（AUO）预定在“Green Device 2009 Forum”（10/28～10/30）上举行旨在讨论太阳能电池事务及技能战略的太阳能电池研讨会。
