2011年百名海外博士江蘇行泰州洽談會(huì)項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1、20112011年百名海外博士江蘇行泰州洽談會(huì)項(xiàng)目簡(jiǎn)介年百名海外博士江蘇行泰州洽談會(huì)項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目編號(hào)68姓名胡傾宇所在國(guó)家美國(guó)郵箱qyhu11@中文：薄膜單晶硅光伏材料的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目名稱英文：Singlecrystallinesiliconthinfilmfsolarcells項(xiàng)目所屬領(lǐng)域新能源、新材料項(xiàng)目技術(shù)所處階段中試階段在哪國(guó)登記了專利中國(guó)持有項(xiàng)目情況轉(zhuǎn)讓或?qū)ν夂献髑闆r未轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目具體描述非晶硅、多晶硅以及單晶硅，作為太陽(yáng)能電池材料，

2、其光電轉(zhuǎn)換效率分別為17%，24%和29%。顯然，單晶硅的轉(zhuǎn)換效率是最高的，因而是最理想的材料。然而，現(xiàn)在的單晶硅電池都是單晶硅棒切片制造的，單晶硅棒的生產(chǎn)成本很高，而且切下來(lái)的部分只有表面的一小薄層（約為硅片厚度的150）參與光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，這造成了單晶硅電池的成本居高不下。從2005年開(kāi)始，全球硅材料緊缺、價(jià)格飆升，價(jià)格問(wèn)題顯得更加突出。如果能制造單晶硅薄膜，就會(huì)在保持高的光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，節(jié)省許多原料。一般來(lái)說(shuō)，制造單晶薄膜的方法

3、是選擇具有相同晶體結(jié)構(gòu)的襯底，在上面外延生長(zhǎng)相同取向的單晶薄膜。但是作為襯底的單晶本身也很貴，所以這種方法也不能解決價(jià)格問(wèn)題。如果不采用單晶襯底，薄膜晶粒的生長(zhǎng)取向是隨機(jī)的，這樣帶來(lái)的后果是晶界所占的體積百分比增加，晶界角度也大，從而導(dǎo)致電子的散射幾率增加以及電子復(fù)合幾率增加，從而降低電池的轉(zhuǎn)換效率。為了解決上面的問(wèn)題，我發(fā)明了采用廉價(jià)制造的特殊基板來(lái)制造單晶薄膜的方法。首先，是選擇合適的襯底，它可以是金屬薄帶或陶瓷，值得指出的是，這里

4、的金屬薄帶具有很高柔性，因而在應(yīng)用時(shí)有很多便利。例如可以方便卷繞攜帶，以及容易貼合形狀復(fù)雜的物體。其次，是對(duì)襯底進(jìn)行處理，這是該項(xiàng)目的關(guān)鍵。最后，在得到特殊基板結(jié)構(gòu)以后，可以使用物理氣相沉積(PVD)或者化學(xué)氣相沉積(CVD)來(lái)制備半導(dǎo)體薄膜層。在基板上，各個(gè)形核中心將依照共同的取向長(zhǎng)大，最終形成單晶半導(dǎo)體薄膜。目前國(guó)內(nèi)很多省市都上馬了薄膜非晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線，該類產(chǎn)品比較單晶硅片太陽(yáng)能電池，也可以節(jié)省大量的原料。但是，該類產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化

5、效率很低，而且不穩(wěn)定，所以這種產(chǎn)品的應(yīng)用也受到了限制。我的成果如果產(chǎn)業(yè)化，由于其兼具單晶硅的高轉(zhuǎn)換效率和非晶硅薄膜的低成本，將奪取目前所有類型硅太陽(yáng)能電池的市場(chǎng)而具有極大的商業(yè)價(jià)值。20112011年百名海外博士江蘇行泰州洽談會(huì)項(xiàng)目簡(jiǎn)介年百名海外博士江蘇行泰州洽談會(huì)項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目編號(hào)68姓名胡傾宇所在國(guó)家美國(guó)郵箱qyhu11@中文：薄膜單晶硅光伏材料的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目名稱英文：Singlecrystallinesiliconthinfilmfs

6、olarcells項(xiàng)目所屬領(lǐng)域新能源、新材料項(xiàng)目技術(shù)所處階段中試階段在哪國(guó)登記了專利中國(guó)持有項(xiàng)目情況轉(zhuǎn)讓或?qū)ν夂献髑闆r未轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目具體描述非晶硅、多晶硅以及單晶硅，作為太陽(yáng)能電池材料，其光電轉(zhuǎn)換效率分別為17%，24%和29%。顯然，單晶硅的轉(zhuǎn)換效率是最高的，因而是最理想的材料。然而，現(xiàn)在的單晶硅電池都是單晶硅棒切片制造的，單晶硅棒的生產(chǎn)成本很高，而且切下來(lái)的部分只有表面的一小薄層（約為硅片厚度的150）參與光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，這造成了單晶硅電

7、池的成本居高不下。從2005年開(kāi)始，全球硅材料緊缺、價(jià)格飆升，價(jià)格問(wèn)題顯得更加突出。如果能制造單晶硅薄膜，就會(huì)在保持高的光電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，節(jié)省許多原料。一般來(lái)說(shuō)，制造單晶薄膜的方法是選擇具有相同晶體結(jié)構(gòu)的襯底，在上面外延生長(zhǎng)相同取向的單晶薄膜。但是作為襯底的單晶本身也很貴，所以這種方法也不能解決價(jià)格問(wèn)題。如果不采用單晶襯底，薄膜晶粒的生長(zhǎng)取向是隨機(jī)的，這樣帶來(lái)的后果是晶界所占的體積百分比增加，晶界角度也大，從而導(dǎo)致電子的散射幾率增加以

8、及電子復(fù)合幾率增加，從而降低電池的轉(zhuǎn)換效率。為了解決上面的問(wèn)題，我發(fā)明了采用廉價(jià)制造的特殊基板來(lái)制造單晶薄膜的方法。首先，是選擇合適的襯底，它可以是金屬薄帶或陶瓷，值得指出的是，這里的金屬薄帶具有很高柔性，因而在應(yīng)用時(shí)有很多便利。例如可以方便卷繞攜帶，以及容易貼合形狀復(fù)雜的物體。其次，是對(duì)襯底進(jìn)行處理，這是該項(xiàng)目的關(guān)鍵。最后，在得到特殊基板結(jié)構(gòu)以后，可以使用物理氣相沉積(PVD)或者化學(xué)氣相沉積(CVD)來(lái)制備半導(dǎo)體薄膜層。在基板上，各