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[导读]美国伊利诺伊大学的研究人员正通过在一片硅片上“生长”多层的材料,来开发成本更低的砷化镓薄膜太阳能电池。砷化镓是一种半导体化合物,可以用于制作太阳能电池,并且在能量转化效率方面,要比传统硅基太阳能电池更

美国伊利诺伊大学的研究人员正通过在一片硅片上“生长”多层的材料,来开发成本更低的砷化镓薄膜太阳能电池

砷化镓是一种半导体化合物,可以用于制作太阳能电池,并且在能量转化效率方面,要比传统硅基太阳能电池更有潜力。

目前,研究人员已经使转化效率达到了25%到30%。然而,高昂的制造成本仍然是该技术商业化的巨大阻碍。

该学校材料科学工程与化学系的教授JohnRogers,和另一位教授XiulingLi,正在寻找成本更低的工艺,来生产砷化镓薄膜。同时,他们还希望能够找到一种通用方法,来使生产出的薄膜用于多种器件

生产砷化镓太阳能电池的通常方法是,在一小片硅片上对该化合物进行沉积,直到在表面形成一层薄层。该学校的研究人员则改变方法,在硅片表面沉积了多层的砷化镓。这种结构中,砷化镓和砷化铝薄层交替排列,看起来就像美国人吃的派一样。

“使用这种方法,我们可以用更快的速度和更少的成本,来得到更多的产物。”Rogers教授说,“尽管我们生产的仅仅是薄层,但从总量上看,我们生产的材料要多得多。”

“如果一次生长能得到10层薄层,就意味着得到这10层薄层只用了一个硅片,”电气与计算机工程系的Li教授说。“如果你用了10次生长反应,那么反应过程中硅片的安装和拆卸,以及随之而来的升温和降温,都需要大量的时间。如果把机器、材料准备、时间和人员的因素都考虑进去,我们的方法可以大大降低生产成本。”

该研究组在自然杂志发表了一篇论文,阐明该工艺可用于三种器件——光传感器,高速晶体管和太阳能电池。他们也将这种材料与其它材料做了比较。

该论文的作者中,有两人是Semprius公司的科学家。该公司位于美国北卡罗来纳州,是一个新兴企业,目标是利用该研究组的技术来生产太阳能电池。

该研究组的课题经费,由美国能源部和美国国家科学基金会提供。

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