復旦大學光科學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，達到18.97%。研究者通過在p型單晶Si(100)上擴散磷制備pn結(jié)，利用化學刻蝕方法在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合。由于短波長范圍吸收度高，短波長處的光伏響應也較好。

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單，且在很寬的波長范圍內(nèi)的反射更低（小于0.3%），在短波長范圍內(nèi)的量子效率很高，說明表面復合較小。制造這種黑硅太陽能電池無需增加任何設(shè)備，比傳統(tǒng)絨面加減反射膜的工藝簡單、成本更低、效果更好。