日本制造出一个原子厚的硅薄膜

作者:Multitouch时间:2013-03-18 来源:新华社

[摘要]研究小组在2厘米长、1厘米宽的硅基板表面,覆盖上陶瓷薄膜,然后在特殊真空装置中将其加热到900摄氏度。于是,硅基板所含的硅元素就穿透陶瓷薄膜,出现在陶瓷薄膜表面,形成硅薄膜。如果将基板做得更大,就可以制作出更大面积的硅薄膜。

    北京时间03月18日消息,中国触摸屏网讯,日本北陆尖端科学技术大学院大学日前宣布,其研究小组开发出能制作大面积硅薄膜“silicene”的技术。这种只有一个原子厚的薄膜,可具备半导体的性质,有望用于制造高速电子线路等。
 
    研究小组在2厘米长、1厘米宽的硅基板表面,覆盖上陶瓷薄膜,然后在特殊真空装置中将其加热到900摄氏度。于是,硅基板所含的硅元素就穿透陶瓷薄膜,出现在陶瓷薄膜表面,形成硅薄膜。如果将基板做得更大,就可以制作出更大面积的硅薄膜。
 
    只有一个碳原子厚的石墨烯是迄今世界上最薄的材料,它的发明者因为这种具备诸多神奇性质的材料获得了2010年诺贝尔物理学奖。“silicene”被誉为硅版石墨烯而受到物理学界的关注。
 
    研究小组带头人、北陆尖端科学技术大学院大学副教授高村由起子指出:“今后的课题是弄清‘silicene’的形成机制,并开发出将这种薄膜从基板上剥离下来的技术。”
 
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    非晶硅薄膜

    本文来自:http://www.51touch.com/fixture/news/2013/0318/20466.html

    非晶硅薄膜是太阳能电池核心原材料之一,也称微晶硅。按照材料的不同,当前硅太阳能电池可分为三类:单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。非晶硅薄膜就是相对于单晶硅和多晶硅来说的。当然除了使用除硅材质以外目前国内外还研制出了非硅系的薄膜技术,如采用CIGS、CdTe等作基质。

    非晶硅薄膜应用前景

    薄膜太阳电池作为一种新型太阳能电池,由于其原材料来源广泛、生产成本低、便于大规模生产,因而具有广阔的市场前景。薄膜电池基本上分为:非/微晶硅薄膜电池、CIGS薄膜电池和CdTe薄膜电池三种。其中,GIGS的转换效率最高,约为10%~12%,CdTe的转换效率次之,约为8.5%~10.5%,非/微晶电池最低,一般为6%~8%;但从原材料的可获取性来看,非/微晶电池的原材料为硅烷,最为普遍,而另外两种电池的原材料中均包含稀有元素化合物,可获取性较低。

    近年来,非晶硅薄膜太阳电池逐渐从各种类型的太阳电池中脱颖而出,在全球范围内掀起了一股投资热潮。大尺寸玻璃基板薄膜太阳电池投入市场,必将极大地加速光伏建筑一体化、屋顶并网发电系统以及光伏电站等的推广和普及。同时,非晶硅薄膜电池在高气温条件下衰减微弱,所以也适合高温、荒漠地区建设电站。

    此外,不难看出,晶体硅电池产业链从上游多晶硅到硅棒、硅片、电池、组件,整个链条非常清晰,每一个上游环节的产品即是下游环节的原材料。而薄膜电池的产业链并不像晶体硅电池那样纵深,设备以及原材料采购完成后将在薄膜电池厂统一加工制造完成。

    目前,虽然薄膜电池具有转换效率低的劣势,却也同时具备成本低廉的优势。非晶硅薄膜电池中硅的用量仅为普通多晶硅用量的1/100。根据AMAT的预测,未来两年薄膜电池的成本可以继续下降40%。成本下降的同时,效率也在提高。我们预计到2015年左右,非/微晶电池的转换效率将达到15%,成本将达到1.28美元/W,CIGS电池的转换效率将达到15%,成本将达到1美元/W,CdTe电池的转换效率将达到13%,而成本将达到0.7美元/W。

    成本的降低必然带来需求的提升,市场普遍预测,2012年薄膜电池的市场占有率将达到30%。实际上,薄膜电池与晶体硅电池并不存在谁完全替代谁的问题,谁的成本降的更快,将来就有可能获得更多的市场份额,短期内来看,薄膜电池更有潜力。一旦薄膜电池能实现平价上网,需求将是指数级别的增长。

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