降低太阳能电池成本新法，硅片厚度减少90%以上

发布时间：2012-09-11 阅读量：1148 来源: 我爱方案网作者:

【导读】高纯度硅占太阳能电池的总成本多达四成，如何用最少量的硅发挥最高效率，成为太阳能电池制备的重中之重。美国工程院院士、麻省理工学院机械工程系教授陈刚的研究小组找到了一种新方法，可以在保持高效率的同时，将硅片的厚度减少90%以上。

高纯度硅占太阳能电池的总成本多达四成，如何用最少量的硅发挥最高效率，成为太阳能电池制备的重中之重。美国工程院院士、麻省理工学院机械工程系教授陈刚的研究小组找到了一种新方法，可以在保持高效率的同时，将硅片的厚度减少90%以上。

图为美国工程院院士、麻省理工学院机械工程系教授陈刚。2012年7月7日，他被南方科技大学聘为首届顾问委员会委员。

硅太阳能电池的工作原理可分为两大步：第一步是吸收射入光子，第二步是激发自身电子。很多研究团队提出了增加硅晶体吸收光子能力的方法，但这些方法同时使其自身表面积增加，从而导致被激发的电子有可能被重新“复合”到硅板之中。
[member]
陈刚领导的研究小组则将硅晶体表面的结构定制为“倒金字塔”型，每个倒金字塔型压槽的直径不超过1微米。这种特殊的“织物”结构仅仅使超薄硅晶体的表面积增加70%，光子吸收能力却堪比30倍厚的传统硅晶体。相关研究论文发表于2012年6月的《纳米快报》(NanoLetters)杂志，论文第一作者为陈刚研究组的博士后AnastassiosMavrokefalos。

这种特殊的“织物”结构仅仅使超薄硅晶体的表面积增加70%，光子吸收能力却堪比30倍厚的传统硅晶体。
图片来源：论文第一作者、陈刚研究组的博士后AnastassiosMavrokefalos

这项技术在保证硅晶体效率的前提下大大削减了高纯度硅的使用量。它不仅有望大幅度减少生产成本，而且会减轻电池自重，从而进一步减小用于支撑和安装的费用。同时，制备这种新型晶不需要任何现有硅晶片以外的新设备和新材料，将来容易实现规模生产。

研究团队的下一步是配上真正的光电电池并证明其效率。陈刚对麻省理工学院新闻办公室表示，如果一切顺利，该系统有望在不久的将来开发出商用产品。

斯坦福大学材料科学与工程系副教授崔屹对陈刚及其同事的此项研究评价颇高。他说，这是一种太阳能电池薄膜吸收光子的有效结构，“具有非常可观的潜在应用价值”。

相关资讯

意法LEOPOL1：突破低轨卫星电源抗辐射与成本困局

全球低地球轨道（LEO）卫星市场正迎来爆发式增长，北美、亚洲和欧洲需求激增。私营航天企业主导的新太空产业链，将低成本卫星通信与遥感服务变为现实。面对严苛的太空辐射环境与严苛的成本控制要求，传统电源方案捉襟见肘。意法半导体凭借深厚技术积累，推出专为LEO设计的LEOPOL1点负载降压转换器，为卫星供电系统树立全新标杆。

半导体设备龙头中微公司营收同比增44%，刻蚀设备领跑增长

近日，中微公司（中微半导体设备股份有限公司）发布了2025年半年度业绩预告，展示出强劲的增长势头。作为中国半导体设备制造的领军企业，公司预计上半年归属于母公司所有者的净利润将达到6.8亿元至7.3亿元，同比增长31.61%至41.28%，延续了其长期以来的高速增长态势。这一表现得益于公司在核心业务领域的持续创新和市场拓展，凸显了其在全球半导体产业链中的竞争力。

RISC-V中国峰会揭幕：开源架构重塑全球计算生态格局

2025年7月17日，RISC-V中国峰会在上海张江盛大开幕。工业和信息化部电子信息司副司长史惠康在致辞中强调，万物互联时代正催生以开源指令集RISC-V为核心、结合开源操作系统的技术架构变革。他指出，中国将把握这一历史性机遇，全力打造具有国际竞争力的RISC-V生态高地。数据显示，2024年全球RISC-V芯片出货量突破数百亿颗，中国市场贡献超半数份额，凸显开放模式的活力与本土市场潜力。

1600V IGBT技术突破：意法半导体引爆大功率家电能效革命

随着全球家电能效标准持续升级，高效功率半导体成为突破设计瓶颈的关键。意法半导体(ST)近期推出的 STGWA30IH160DF2 IGBT ，以其1600V高耐压与卓越热管理特性，为电磁炉、微波炉等大功率家电提供了全新的高性价比解决方案。

台积电上调全年增长预期至30%，AI需求驱动产能扩张

中国台湾地区芯片代工龙头企业台积电在最新财报说明会上宣布，将2023年全年营收增长预期上调至30%，符合市场分析师普遍预测。董事长魏哲家强调，客户订单能见度保持高位，公司正全力满足全球客户激增的AI芯片需求。