形似黑洞 黑硅太阳能电池转换效率竟可达22.1%

近日，芬兰阿尔托大学（Aalto University）与西班牙加泰罗尼亚理工大学（Universitat Politecnica de Catalunya）的研究人员通过“黑硅”（Black Silicon）技术，开发出了转换效率高达22.1%、单元面积为9cm2的太阳能电池单元，由德国Fraunhofer ISE CalLab确认。与额定转换效率相同的普通太阳能电池相比，黑硅太阳能电池每天的发电量要高出3%。该技术目前属于研发水平。
 
 
 
此次，这两所大学开发的黑硅技术的要点是：（1）通过将表面加工成长度为0.8μm左右的剑山形状，大幅减少了反射；（2）背面电极型；（3）在单元正面和背面形成防复合膜（钝化膜），减少电子与空穴的载流子复合。
 
这种太阳能电池采用了独特的表面加工技术，因此，在波长为500～800nm的范围内，电池表面的可见光反射率几乎低于0.5%。阿尔托大学教授Hele Savin表示，基于黑硅技术的太阳能电池非常适合在芬兰等高纬度地区使用。虽然高纬度地区的太阳高度较低，但采用独特的表面加工技术之后，从低角度入射的光线也很难被反射，因此可以更加有效地利用太阳光。
 
阿尔托大学从2012年前后就开始研发这项技术了。此外，夏普也有采用过与黑硅类似的技术，于2014年3月在3.6cm2的太阳能电池单元“BLACKSOLAR”上实现了25.1%的转换效率，并于2015年4月推出了采用BLACKSOLAR技术的太阳能面板产品，转换效率为19.1%。