一般工業(yè)晶體硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為14%~16%,而采用新的激光加工技術(shù)能提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。德國某研究所的研究人員已經(jīng)研制出一種制造太陽能電池的加工工藝,即背交叉單次蒸發(fā)(RISE)工藝。輔以激光加工技術(shù),用該工藝制造的背接觸式硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22%。激光加工技術(shù)是RISE加工程序中最關(guān)鍵的技術(shù)。

太陽能電池以光電效應(yīng)作為基礎(chǔ)，當(dāng)一個(gè)光子或是光粒子擊中單個(gè)硅晶體時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)帶負(fù)電荷的電子以及一個(gè)帶正電荷的空穴，而收集這些電子空穴對(duì)就能夠生成電流。作為論文的合著者，該校化學(xué)系的朱莉亞加利表示，傳統(tǒng)的太陽能電池能基于每個(gè)光子產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對(duì)，因此其理論最大轉(zhuǎn)換效率約為33%。而新途徑能夠基于單個(gè)光子產(chǎn)生多個(gè)電子空穴對(duì)，從而切實(shí)提升太陽能電池的效率。

       科研人員借助勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬了硅BC8的行為，這種硅結(jié)構(gòu)形成于高壓環(huán)境，但其在正常壓力下也很穩(wěn)定。模擬結(jié)果顯示，硅BC8納米粒子確實(shí)基于單個(gè)光子生成了多個(gè)電子空穴對(duì)，即使當(dāng)它暴露于可見光時(shí)亦是如此。

       此次研究的主要作者、博士后研究員斯蒂芬、魏博曼談到，這一途徑可使太陽能電池的最大轉(zhuǎn)化效率提升至42%，超越任何現(xiàn)有的太陽能電池，意義十分重大。事實(shí)上，如果利用拋物面反射鏡為新型太陽能電池聚集陽光，我們有理由相信，其轉(zhuǎn)換效率或可高達(dá)70%。

       目前,很多廠家都利用激光加工技術(shù)生產(chǎn)硅太陽能電池。如采用激光刻槽埋柵極技術(shù),也就是說利用激光技術(shù)在硅表面上刻槽,然后填入金屬,以起到前表面電接觸柵極的作用。與標(biāo)準(zhǔn)的前表面鍍敷金屬層相比,這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)能減少屏蔽損耗。另外一種被稱之為發(fā)射區(qū)圍壁導(dǎo)通(emitterwrapthrough)技術(shù)。用激光在硅晶片上鉆通孔,高摻雜壁將發(fā)射區(qū)前表面的電流傳導(dǎo)到背表面的金屬接觸層,因而能進(jìn)一步降低屏蔽損耗,提高光電轉(zhuǎn)換效率。