最近，《先进材料》【Advanced Materials 27, 555-561 (2015) IF: 15.409】和《光伏研究及应用进展》【Prog. Photovoltaics: Res. & Appl., DOI: 10.1002/pip.2506, IF: 9.696】报道了上海交通大学物理与天文系/太阳能研究所沈文忠研究组在高效硅纳米结构太阳电池方面的研究成果。

       纳米结构电池具有理想的光陷阱效应特性，但是这些纳米尺寸的表面形貌在带来优越光学特性的同时也增加了复合通道，严重的电学损失甚至超过光学优势带来的增益。他们提出在纳米结构电池中抑制载流子复合通道的四种方法，主要是表面形貌的优化，纳米结构高度的控制，发射区掺杂浓度的调控和绝缘钝化层的应用。

       他们进一步基于原子层沉积氧化铝钝化的单晶硅纳微米结构，同时实现了最佳的光学减反（1.38%）和最低的表面复合速率（44.72cm/s）。成功的关键在于强的场钝化效应使得更细且更长的纳米线具有更高的少子寿命和更低的光学反射（来自纳微米结构和SiNx:H薄膜互补的减反）。.

       除了基础研究外，相关技术已经在企业现阶段主流的多晶硅太阳电池中试生产线上取得较好的进展。纳米结构传统砂浆切割多晶硅太阳电池有0.3%绝对效率的提升【Nanotechnology 26,125401 (2015)】；纳米结构金刚线切割多晶硅太阳电池的效率达到18.35%。同时，目前该课题组研制的大面积（156×156mm2）高效单晶硅纳米结构太阳电池效率已超过20%。

       本工作受到了国家自然科学基金（No. 11174202 & 61234005）和科技部项目（No. 11174202 & 61234005）的资助。