復(fù)旦大學(xué)光科學(xué)與工程系陸明課題組利用黑硅材料制備出了高效的太陽能電池。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《納米技術(shù)》，同時(shí)入選《納米技術(shù)選集》。

據(jù)悉，該課題組提出了一種提高電池效率的新方法。這種方法采用黑硅材料，制備的電池效率突破國際上同類結(jié)構(gòu)電池的最高水平，達(dá)到18.97%。研究者通過在p型單晶Si(100)上擴(kuò)散磷制備pn結(jié)，利用化學(xué)刻蝕方法在n型發(fā)射極中形成多孔黑硅，其紫外可見光范圍反射率低于0.3%。

與平面晶硅電池相比，這種黑硅電池具有寬譜特性，其光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)18.97%。由于硅納米晶帶隙高于晶硅，因此該黑硅電池的開路電壓高于相應(yīng)的平面硅電池，而且，發(fā)射極的梯度帶隙結(jié)構(gòu)抑制了前表面電子和空穴的復(fù)合。由于短波長(zhǎng)范圍吸收度高，短波長(zhǎng)處的光伏響應(yīng)也較好。

研究人員表示，與其他黑硅電池的制備方法相比，這種黑硅的制造方法簡(jiǎn)單，且在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射更低（小于0.3%），在短波長(zhǎng)范圍內(nèi)的量子效率很高，說明表面復(fù)合較小。制造這種黑硅太陽能電池?zé)o需增加任何設(shè)備，比傳統(tǒng)絨面加減反射膜的工藝簡(jiǎn)單、成本更低、效果更好。