在太陽能電池領(lǐng)域，瞄準(zhǔn)下下代太陽能電池的各種構(gòu)想不斷涌現(xiàn)。其中一種設(shè)想是在底板上排列細(xì)線狀的硅（硅納米線）。包括美國通用電氣（General Electric）在內(nèi)，目前世界各地都在進(jìn)行開發(fā)。

　　大多數(shù)的開發(fā)者的開發(fā)目的在于通過制成線狀減少硅用量從而降低成本，以及利用密布的硅納米線減少光反射。

　　與此相比，比利時IMEC的目的則在于利用硅納米線的量子效應(yīng)。在2009年11月9日于東京舉行的“IMEC Executive Seminar”上，IMEC光伏業(yè)務(wù)總監(jiān)Jef Poortmans介紹了硅納米線太陽能電池的開發(fā)現(xiàn)狀。

　　IMEC的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在硅底板上形成硅納米線的太陽能電池。硅底板的帶隙為1.1eV，而利用量子效應(yīng)的硅納米線為1.7～1.8eV。組合帶隙不同的硅底板和硅納米線，可期待提高效率。Poortmans表示：“如果這一設(shè)想能夠?qū)崿F(xiàn)，轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到約33％”。

　　目前，IMEC正在嘗試試制適于太陽能電池的硅納米線。要實(shí)現(xiàn)1.7～1.8eV的帶隙，硅納米線的直徑需要降至2～4nm。為形成這種極細(xì)的硅納米線，IMEC采用了為制造新一代半導(dǎo)體而開發(fā)的EUV曝光。

　　不過，即使采用EUV曝光和蝕刻，也只能形成直徑為40～65nm的硅納米線。因此，對直徑為40～65nm的硅納米線進(jìn)行氧化之后，利用HF氣體去除氧化部分使其進(jìn)一步變細(xì)。目前，利用這種方法獲得了直徑為8～25nm左右的硅納米線。作為其他目標(biāo)的硅納米線間距（90nm）和長度（500nm）在EUV曝光和蝕刻時得以實(shí)現(xiàn)。

　　今后將利用EUV曝光和蝕刻將直徑減至30nm，然后利用氧化和HF氣體將直徑減至3nm。獲得適用于太陽能電池的直徑3nm硅納米線之后，將進(jìn)一步確認(rèn)太陽能電池的特性。

　　為了利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)硅納米線，不僅要對線進(jìn)行微細(xì)化，還要開發(fā)取代EUV曝光的低成本制造方法。對于研制下下代太陽能電池，還需要進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。（記者：河合 基伸）