上海市太阳能学会

 在2012年12月5～7日举行的太阳能电池展会“PVJapan 2012”（千叶县幕张Messe会展中心）上，各大公司围绕太阳能电池的全球最高效率展开了竞争。其中，在结晶硅型太阳能电池领域，夏普开发出了采用新构造的电池单元，开始参与高效率竞争。

　　在结晶硅型太阳能电池领域，此前一直都是SunPower和松下争夺转换效率最高值。SunPower采用将电极从单元表面去掉，只在背面形成电极的“背接触”（背面电极）构造。这种构造能够有效地防止表面电极遮住部分入射光，能够增加电流量。该公司曾在2012年春季宣布成功开发出了单元转换效率高达24％的单元。目前正在推进量产准备。

　　追赶SunPower的松下，采用了在硅晶圆的表面和背面形成非晶硅层的“异质结”构造。这种构造可在表面和背面防止载流子复合，因此有望实现高电压。研发阶段的试制品实现了23.9％的单元转换效率。

　　而此次夏普开发的则是将电极从表面去掉，同时在表面和背面形成非晶硅层的单元。该公司在2011年开始在量产产品中采用背接触构造，此次在此基础上又融合了异质结构造。虽然2cm见方小型单元的单元转换效率仅为21.7％，不过夏普自信地表示，“这只是最初的试制结果，还有提高的空间”。

　　夏普如此自信的依据是，该公司研发的新构造可以通过背接触方式增加电流量，同时通过异质结方式实现高电压。夏普准备利用这些优点赶超SunPower和松下。LG电子等过去也曾在学会上发布过关于组合使用背接触方式和异质结方式的研究。而夏普在开发时就瞄准量产，并且已经试制出了普通尺寸的单元。

　　全球最高效率不断被刷新

　　除了结晶硅型太阳能电池以外，化合物多接合型太阳能电池和CIS类太阳能电池也在PVJapan 2012上发布了转换效率得到提高的成果。其中，在化合物多接合型太阳能电池领域，夏普凭借约1cm见方的小型单元，实现了非聚光时的全球最高单元转换效率——37.7％。在约一年的时间里，夏普将自己在2011年11月创造的36.9％的记录提高了0.8个百分点。

   　为转换效率的提高作出贡献的是单元边缘处理方式的改进。此前一直采用的方法是，将吸收波长各不相同的三层光吸收层层叠起来，然后形成图案，再通过湿法蚀刻（Wet Etching）对单元边缘进行处理。由于湿法蚀刻具有各向同性，因此，上层的光吸收层被大量削去,单元变成梯形。上层被削去的部分无助于发电，因此成为转换效率下降的一个因素。此次，夏普精细地调整了蚀刻液的成分和处理时间等，试着三层基本上都可以垂直蚀刻。由此，将短路电流密度从14.1mA/cm2提高至14.6mA/cm2。

　　在CIS类太阳能电池方面，Solar Frontier凭借尺寸仅为0.481cm2的小型单元，实现了19.5％的单元转换效率。虽然没有公开为效率提高作出贡献的技术详情，不过已经得知，这一转换效率是不使用镉（Cd）的CIS类太阳能电池中全球最高的。由于逼近使用镉的CIS类太阳能电池的20.3％的最高转换效率，因此估计很快就能实现真正的全球最高值。