一般工業晶體硅太陽能電池的光電轉換效率為14%~16%,而采用新的激光加工技術能提高太陽能電池的光電轉換效率。德國某研究所的研究人員已經研制出一種制造太陽能電池的加工工藝,即背交叉單次蒸發(RISE)工藝。輔以激光加工技術,用該工藝制造的背接觸式硅太陽能電池的光電轉換效率達到22%。激光加工技術是RISE加工程序中最關鍵的技術。
太陽能電池以光電效應作為基礎，當一個光子或是光粒子擊中單個硅晶體時，便會產生一個帶負電荷的電子以及一個帶正電荷的空穴，而收集這些電子空穴對就能夠生成電流。作為論文的合著者，該校化學系的朱莉亞加利表示，傳統的太陽能電池能基于每個光子產生一個電子空穴對，因此其理論最大轉換效率約為33%。而新途徑能夠基于單個光子產生多個電子空穴對，從而切實提升太陽能電池的效率。
科研人員借助勞倫斯伯克利國家實驗室的超級計算機模擬了硅BC8的行為，這種硅結構形成于高壓環境，但其在正常壓力下也很穩定。模擬結果顯示，硅BC8納米粒子確實基于單個光子生成了多個電子空穴對，即使當它暴露于可見光時亦是如此。
此次研究的主要作者、博士后研究員斯蒂芬、魏博曼談到，這一途徑可使太陽能電池的最大轉化效率提升至42%，超越任何現有的太陽能電池，意義十分重大。事實上，如果利用拋物面反射鏡為新型太陽能電池聚集陽光，我們有理由相信，其轉換效率或可高達70%。
目前,很多廠家都利用激光加工技術生產硅太陽能電池。如采用激光刻槽埋柵極技術,也就是說利用激光技術在硅表面上刻槽,然后填入金屬,以起到前表面電接觸柵極的作用。與標準的前表面鍍敷金屬層相比,這種技術的優點能減少屏蔽損耗。另外一種被稱之為發射區圍壁導通(emitterwrapthrough)技術。用激光在硅晶片上鉆通孔,高摻雜壁將發射區前表面的電流傳導到背表面的金屬接觸層,因而能進一步降低屏蔽損耗,提高光電轉換效率。
