通訊單位：新南威爾士大學

本文亮點：

· 原子層沉積（ALD）在薄膜沉積方面具有以下顯著的優勢：膜厚和化學成分可控制性、膜保形性、低溫處理等。

· 原子層沉積在各類高效太陽能電池中具有廣泛的應用。

原子層沉積（ALD）薄膜沉積可以合成具有原子級精度的材料，基於自限的膜奈米級的控制，可以實現多組分膜的化學成分控制、大面積的薄膜/工藝的可重複性，具備低溫處理以及原位實時監控等技術特徵。該技術在各種太陽能電池中具有廣泛的應用，Bram Hoex教授團隊主要總結了ALD在矽，薄膜，有機和量子點太陽能電池及在工業生產領域的應用進展。

要點1.矽電池

ALD基材料在c-Si太陽能電池中的應用始於Al2O3，Al2O3是一種非常有效的表面鈍化層，被發現可以顯著提高c-Si太陽能電池的效率並應用於大規模產業化中。此後的研究中，ALD的應用研究從表面鈍化層擴充套件到載流子傳輸材料。本節回顧了由ALD製成的材料作為表面鈍化層以及c-Si太陽能電池的電子/空穴選擇性接觸的應用。

圖1. 不同結構太陽電池在大規模產線上的效率對比，分別是Al-BSF電池、雙面ALDAl2O3 鈍化PERC電池、背面PECVD Al2O3 鈍化PERC電池

要點2.薄膜及有機、鈣鈦礦電池

ALD在薄膜太陽能電池上的應用主要是由對奈米層沉積和介面改性的要求驅動的，按功能層可將其分為吸收層，緩衝層，介面鈍化層和透明導電氧化物層等。金屬氧化物在有機、鈣鈦礦及矽/鈣鈦礦疊層等高效電池的製備中也有廣泛的應用。無論是作為電子/空穴傳輸層、複合層還是封裝層，ALD一直扮演著至關重要的角色。

圖2. ALD Al2O3在無毒銅鋅錫硫高效太陽電池中的應用

要點3.介孔電池及透明導電氧化物

在量子點太陽能電池中，ALD沉積常用於量子點的表面修飾及吸收層製備，對於製造高效的量子點太陽能電池至關重要。ALD還可以用於製備n型/p型透明導電電極，其生長的2D材料可以輕鬆整合到太陽能電池中，並有助於製造出更高效，輕便的太陽能面板。

圖3. ALD Al2O3在PbSe量子點太陽電池中的應用

小結：

在這篇綜述中，主要總結了ALD在太陽電池技術中的廣泛應用，ALD的內在優點在實現高效及環境友好太陽電池的製備過程中發揮了重要作用。ALD製備的Al2O3在商業矽太陽能電池中的成功經驗表明其在大批次生產中具有成本效益。 因此，我們認為ALD將在高效太陽電池及其製造領域持續發揮重要作用。