為了能夠與處理大范圍波長(zhǎng)的薄膜多結(jié)型相組合，業(yè)界已開(kāi)始為用作電極的透明導(dǎo)電膜開(kāi)發(fā)可處理大范圍波長(zhǎng)的材料。現(xiàn)有薄膜太陽(yáng)能電池主要利用可視光（400～700nm），但是為了提高效率，同時(shí)也在利用紅外區(qū)域的光線。這時(shí)，如果采用現(xiàn)有ITO（Indium Tin Oxide，氧化銦錫），紅外區(qū)域光線的透射率就會(huì)降低，而要提高透射率的話，電阻又會(huì)升高。因此，需要開(kāi)發(fā)在2000nm長(zhǎng)波長(zhǎng)一側(cè)也具有高透射率、低電阻的新型透明導(dǎo)電膜。

　　作為在大范圍波長(zhǎng)下具有高透射率、低電阻的材料，被看好的是富士電機(jī)控股開(kāi)始開(kāi)發(fā)的石墨烯（Graphene）。其特點(diǎn)是，遷移率為1萬(wàn)5000cm2/Vs，比ITO的20～50cm2/Vs高三位數(shù)。這樣，即使將表面電阻設(shè)定為與ITO同等的10Ω/sq，也可形成對(duì)大范圍波長(zhǎng)具有高透射率的薄膜。

　　富士電機(jī)控股利用涂布方法形成了石墨烯薄膜。涂布用材料由廉價(jià)石墨制造（圖7）。將石墨氧化并制成層狀氧化石墨后，在甲醇中剝離形成石墨烯。并且，通過(guò)涂布僅提取單層氧化石墨烯的液體并以1000℃進(jìn)行還原，便可形成微細(xì)的單層石墨烯相互重疊的石墨烯薄膜。

圖7：通過(guò)涂布形成石墨烯透明導(dǎo)電薄膜將廉價(jià)石墨進(jìn)行氧化等處理后制造成石墨烯用于透明導(dǎo)電膜。此外還進(jìn)行過(guò)利用CVD方法成膜的研究。照片由富士電機(jī)控股提供。插圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)富士電機(jī)控股的資料制作而成。

　　通過(guò)光子晶體來(lái)控制光線

　　在太陽(yáng)能電池的光線控制方面，光子晶體專家也給予了極大關(guān)注。京都大學(xué)教授野田進(jìn)的研究小組通過(guò)多種方法對(duì)光子晶體在太陽(yáng)能電池上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。比如，野田介紹，使用三維光子晶體時(shí)，“通過(guò)制備太陽(yáng)能電池載流子復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的光線無(wú)法存在的晶體，便可防止載流子復(fù)合”。

　　以前形成三維結(jié)構(gòu)的方法較為復(fù)雜，而野田開(kāi)發(fā)出了可簡(jiǎn)單形成該結(jié)構(gòu)的方法。該方法使用在厚度方向上開(kāi)有斜孔的鋁金屬掩模，對(duì)硅進(jìn)行蝕刻。由于可沿著傾斜的掩模形成離子軌道，因此也能夠?qū)柽M(jìn)行斜孔的蝕刻（圖8）。通過(guò)將掩模旋轉(zhuǎn)180度后再進(jìn)行蝕刻，便可形成呈井字形堆積條紋狀結(jié)構(gòu)的三維光子晶體。目前已成功地以0.8μm間距加工出了最深達(dá)到硅的菱形結(jié)構(gòu)的2.2個(gè)周期的條紋結(jié)構(gòu)。該研究小組表示，如果能夠?qū)㈤g距縮短至2/3，便可防止太陽(yáng)能電池中的載流子復(fù)合。（記者：河合基伸）

圖8：簡(jiǎn)化了三維光子晶體的形成方法通過(guò)蝕刻簡(jiǎn)單形成三維光子晶體。使用金屬掩模，反復(fù)進(jìn)行兩次通過(guò)蝕刻形成斜孔的處理。插圖與照片均由京都大學(xué)提供。