美國伊利諾伊大學(xué)（UniversityofIllinois）與合作伙伴通過使用一些源自印刷的技術(shù)，開發(fā)出了能夠以較高的成品率制造1000倍聚光下轉(zhuǎn)換效率為43.9％的四結(jié)光伏電池單元的技術(shù)，相關(guān)論文已經(jīng)刊登在學(xué)術(shù)期刊《NatureMaterials》的在線版上。單元的尺寸僅為650μm（0.65mm）見方，適用于聚光型光伏電池，安裝了聚光系統(tǒng)的模塊的轉(zhuǎn)換效率為36.5％。

開發(fā)出該技術(shù)的研究小組，由伊利諾伊大學(xué)、美國聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)制造商Semprius、為這種系統(tǒng)制造多結(jié)光伏電池的廠商SolarJunction以及我國礦業(yè)大學(xué)的研究人員組成。

開發(fā)的四結(jié)光伏電池（攝影：XingSheng，伊利諾伊大學(xué)，以下同）

從頂部單元一側(cè)看去

安裝了聚光透鏡的模塊。

透鏡分兩級，第一個透鏡是由大約2cm見方的透鏡粘接而成，第二個透鏡（右下角放大圖像）是直徑為2mm的球形透鏡，通過兩個透鏡的共同用途來實現(xiàn)1000倍的聚光。

這次的光伏電池各層的構(gòu)成為InGaP/GaAs/InGaAsNSb/Ge，能夠用來發(fā)電的波長范圍十分廣泛，覆蓋了300nm～1700nm的范圍。下面來介紹一下具體制作流程。首先，在GaAs基板上制作InGaP/GaAs/InGaAsNSb三結(jié)元件。然后通過蝕刻方式，熔解GaAs基板與光伏電池之間的AlInP層，使GaAs基板容易剝離。

另一方面，在形成了pn結(jié)的Ge基板上沉積GaAs層并使其圖案化。然后利用旋涂法，在其表面涂抹起到漿糊用途的As2Se3溶液。厚度只有10nm。

最后，把表面執(zhí)行了凹凸加工的硅樹脂PDMS（二甲基聚硅氧烷）按壓在GaAs基板上，將其表面的三結(jié)元件轉(zhuǎn)印至PDMS，再通過壓接至GaAs/Ge基板等工序，制作出四結(jié)光伏電池。

四結(jié)光伏電池的先驅(qū)同樣采用粘接方式制作

四結(jié)光伏電池是德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所（FraunhoferISE）等在2013年開發(fā)出來的，效率高達(dá)44.7％（聚光297倍下），是多結(jié)型光伏電池的全球最高效率。FraunhoferISE也利用晶圓鍵合的方法，把GaAs晶圓上形成的GaInP/GaAs元件與InP晶圓上形成的GaInAsP/GaInAs元件粘接，制造出了四結(jié)光伏電池。

受到晶格常數(shù)和電流整合性等條件的限制，四結(jié)光伏電池難以通過外延生長的方式來形成所有的化合物半導(dǎo)體層，因此，粘接可能會成為主流制造方法。

順便一提，在三結(jié)光伏電池方面，夏普于2013年開發(fā)出了轉(zhuǎn)換效率為44.4％（307倍聚光下）的單元。

此次43.9％的效率雖然并不出眾，但其獨特之處在于部分制作工序使用了與印章十分相近的、源于印刷的技術(shù)以及旋涂法等，成品率高達(dá)95％以上。（記者：野澤哲生，《日經(jīng)電子》）