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该团队将硅暴露在等离子体二氧化碳中，以实现可控的氧化硅沉积，然后再覆盖另一层硅。 （图片来源：KAUST; Xavier Pita）
将硅置于等离子体状态下的二氧化碳中进行处理的过程使得制造太阳能电池的关键步骤变得简单和易控制。
一个将二氧化硅沉积在硅片上的简单过程可能成为制作硅基太阳能电池的关键步骤。阿卜杜拉国王科技大学的研究者们在充满二氧化碳气体的空间中对硅基使用了一种叫做等离子体处理的方法，得出了这一推测。
图片来源：Pixabay
制作半导体元件的元素硅是大约90%太阳能电池制造的首选材料。硅中掺杂了一些杂质后，来自太阳光中的能量能够驱动电子产生电流。
然而，这一过程中存在技术挑战，即在暴露的硅基表面上的“悬键”问题。阿卜杜拉国王科技大学博士学生Areej Alzahrani解释说，硅原子在表面结合可能性的降低，给被光能激发射出的电子与之前已经离开的电子留下的正电荷空穴的重新结合留下了空间，导致电流衰减。
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这个问题可以通过在表面区域生成一层二氧化硅膜得到解决，这是常用在化学钝化处理中形成电触点的方法。实现区域覆膜的方法有好几种，但都有困难和局限性，且还引入了一个额外和昂贵的制造步骤。Alzahrani说：“现有方法的问题迫使我们要找到一个更简单、更实用的过程。
解决方法的途径需要将硅暴露于等离子体二氧化碳气体中——这是一种低温电离气体。通过这一步骤我们可控二氧化硅的沉积，并根据太阳能电池的结构要求，继续再涂覆上另一层硅层。在同一个系统内部实现这两个操作可以很大程度上降低生产成本。“这一简明的过程可能对太阳能电池制造工业有很大的用处，”Alzahrani进一步补充。
她还指出，团队对该方法控制微观结构上的超薄氧化硅膜形成的效果感到惊喜，同时这一方法还使所形成的氧化膜在高温状态下更加稳定，能够克服现有其他方法所面临的问题。测试表明，此流程处理后允许高电压和低电阻的电路状态，这是实现高效性能所需的特征。
目前团队已经阐释了基本的技术，并着手开发其商业潜力。“第一步是要将这个步骤整合到完整有效的太阳能电池中，同时也要推进光捕捉技术的开发。”研究团队的组长，Stefaan De Wolf说。
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