太陽能電池的重大革新

肇慶皓明有機(jī)硅材料有限公司創(chuàng)建于2003年，由臺灣皓明企業(yè)有限公司和佛山森立有限公司（創(chuàng)立于1993年）共同創(chuàng)建，是一家專業(yè)從事有機(jī)硅及其相關(guān)應(yīng)用的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的合資企業(yè)。主要產(chǎn)品有高溫硫化硅橡膠（HTV）、單組份室溫硫化硅橡膠（RTV-1硅酮膠）、雙組份室溫硫化硅橡膠（RTV-Ⅱ模具膠）以及炊具五金制品等。公司擁有ISO9001(2008)質(zhì)量管理體系認(rèn)證、ISO14000環(huán)境 質(zhì)量認(rèn)證、BSCI、法國BV公司/Alibaba生產(chǎn)能力深度認(rèn)證、美 國FDA、歐盟ROHS、LFGB、REACH國際檢測認(rèn)證等榮譽(yù)。
美國的研究人員合成了一種直接帶隙同素異形體的新型硅材料。它結(jié)合了如砷化鎵的吸光能力和傳統(tǒng)硅材料的加工優(yōu)勢，可能使太陽能電池和發(fā)光設(shè)備發(fā)生徹底變革。目前的合成流程長且昂貴，但研究人員認(rèn)為這項技術(shù)能夠解決這個問題。
通過加熱趕走鈉原子，形成新的正交硅結(jié)構(gòu)硅材料是電子工業(yè)的支柱，但是通常的金剛石立方結(jié)構(gòu)同素異形體具有間接帶隙。這意味著電子不能通過吸收或發(fā)射光子的形式在價帶和導(dǎo)帶間來回穿越，它們還需要聲子來節(jié)省動力。這降低了硅材料的吸收和發(fā)射光的效率。硅太陽能電池需要厚的硅晶片以吸收足夠的光，而LED封裝膠則需要更昂貴的材料，如砷化鎵，有毒且易分解。
新型Si₂₄同素異形體是具有5-, 6- 和8-SP3鍵合硅環(huán)的開放式框架結(jié)構(gòu)，該材料當(dāng)前僅生產(chǎn)粉末樣品，其復(fù)雜的制造過程顯然限制了它的工業(yè)應(yīng)用。然而，研究員樂觀地認(rèn)為這些困難是可以克服的。現(xiàn)在他們正在重點研究能夠形成優(yōu)良性能單晶材料的方法。一旦他們能夠做到，他們才能真正確認(rèn)該材料是否能為半導(dǎo)體技術(shù)帶來革命性發(fā)展。此外，如果能夠得到該晶體合理尺寸的基板，完全可以在任何高壓下生產(chǎn)該同素異形體，也能夠生產(chǎn)當(dāng)前使用金剛石生產(chǎn)的多尺寸外延生長晶體太陽能密封膠。硅的四面體鍵結(jié)構(gòu)促使其具有多種假想亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，其中多個具有比基態(tài)略高的能量。在高壓環(huán)境下，能夠觀察到多個結(jié)構(gòu)，其中四個在環(huán)境條件下是動態(tài)穩(wěn)定的。在2013年，華盛頓研究員發(fā)現(xiàn)了Na₄Si₂₄�，F(xiàn)在，他們發(fā)現(xiàn)在真空下將Na₄Si₂₄加熱至400K，逐漸趕走鈉原子，得到了一種正交同素異形體的新型硅結(jié)構(gòu)。理論計算和實驗表明，該硅膠材料在750K和10GPa下穩(wěn)定存在，并且具有約1.3eV的直接帶隙，是一種理想的光伏電池材料。美國物理學(xué)家相信本技術(shù)的最顯著之處在于它的新合成方法，他說，該方法可能用于其他開放式框架材料結(jié)構(gòu)的合成。美國電子結(jié)構(gòu)理論學(xué)家同樣稱贊這個制備材料的復(fù)雜方法。