氮化硼分離工藝或可提高太陽能電池的效率

法國一個(gè)半導(dǎo)體研究小組利用氮化硼分離層來生長氮化銦鎵(InGaN)太陽能電池，然后將其從原來的藍(lán)寶石襯底上提起并放置在玻璃襯底上。

通過將氮化銦鎵電池與由硅或砷化鎵等材料制成的光伏(PV)電池結(jié)合，新的剝離技術(shù)能夠促進(jìn)更高效率的能夠捕獲更廣的光譜的混合光伏器件的制造。這樣的混合結(jié)構(gòu)可以在理論上提高氮化銦鎵/硅串列器件的太陽能電池效率高達(dá)30%

該技術(shù)可有助于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)太陽能電池時(shí)，提高效率，降低成本，能夠用于廣泛的地面和空間應(yīng)用。研究人員在文章中寫道：“這種向外國襯底轉(zhuǎn)移氮化銦鎵基太陽能電池，同時(shí)提高性能的示范代表了朝著輕質(zhì)、低成本和高效率光伏應(yīng)用的重大進(jìn)步。”

“利用這種技術(shù)，我們可以加工氮化銦鎵太陽能電池，并在底部設(shè)置一個(gè)電介質(zhì)層，只收集短波長，”Ougazzaden解釋道。“較長的波長可以通過它進(jìn)入底部電池。通過使用這種方法，我們可以分別優(yōu)化每個(gè)表面。”

研究人員在約1300攝氏度的MOVPE（金屬有機(jī)物汽相外延）工藝下，通過在兩英寸藍(lán)寶石晶片上生長氮化硼單層，開始了這一過程。氮化硼表面涂層只有幾納米厚，并且產(chǎn)生具有強(qiáng)平面連接但弱垂直連接的晶體結(jié)構(gòu)。

氮化銦鎵以微弱的范德華力附著在氮化硼上，允許太陽能電池在晶片上生長，并且在沒有損壞的情況下被移除。到目前為止，晶片單位已經(jīng)手動(dòng)從藍(lán)寶石中去除，但是Ougazzaden相信轉(zhuǎn)移過程可以自動(dòng)化，以降低雜交生產(chǎn)晶片的成本。他說：“我們當(dāng)然可以大規(guī)模地做到這一點(diǎn)。”

然后將氮化銦鎵結(jié)構(gòu)放置在具有背反射器的玻璃基板上，并獲得增強(qiáng)的性能。除了展示現(xiàn)有PV結(jié)構(gòu)的頂部放置之外，研究人員還希望增加其發(fā)射裝置中的銦量，以增強(qiáng)光吸收，并將量子阱的數(shù)量從5增加到40或50。