由美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）领导的一组科学家设计了一种单晶微型太阳能电池板，可以将激光转化为电能。
“这项技术价格低廉，因为它是硅基的，并且使用与地面电池相同的工艺，例如依赖氧化硅钝化接触的 TOPCon 设备，”该研究的主要作者 Paul Stradins 告诉光伏杂志。“该模块由多晶硅/二氧化硅钝化接触微型电池组成。这些微型电池具有非常低的接触电阻，适合高阳光下运行。”
在《太阳能材料和太阳能电池》上发表的论文“基于多晶硅/SiO x钝化触点的高功率激光功率转换的高压单晶硅光伏微型模块”中，科学家们解释说，该面板可用于例如，特殊环境中的无线数据传输或医疗植入物中的能量传输等应用。
多结迷你面板采用氧化硅（多晶硅/SiOx）钝化触点设计，使用约 1.5 nm 的非常薄的 SiOx 层。这些钝化触点用于构建微型电池，据报道其接触电阻非常低，适合高阳光下运行。微型电池被放置在“边缘”并装入模块中。
“这些微型电池可以通过简单的机械堆叠组成微型模块，”斯特拉丁斯说。“我们使用了 10 个电池，但它可以是任何数量。因此，这些微型模块的电压可以很高，而电流则保持较低。”
在太阳能模块中，金属从一个电池到下一个电池的直接接触允许电流在它们之间自由流动，大面积的接触限制了串联电阻。光垂直穿过器件的狭窄边缘，电流通过大面积 p 型和 n 型钝化触点横向收集。
研究人员表示，这种架构允许在微型电池的整个“侧面”区域收集电池电流，该区域比光进入区域大得多。“这些 10 个或更多的微型电池堆可以组装成任何尺寸的更大功率发射转换模块，”Stradins 进一步解释道。“没有尺寸限制，如果需要的话可以是米，背面有冷却、连接和电力电子设备。”
研究小组在1000 nm左右的照度下对该模块进行了测试，发现其光电转换效率超过40%，开路电压超过7 V，填充因子约为78%。学者们表示：“根据当前的设备结果，预计 10 cm2 模块可在 1 公里距离内使用 12 kW 激光源获得 25 W 的功率传输。”
根据斯特拉丁斯的说法，微型电池的制造没有任何昂贵的光刻技术。“我们在所有沉积步骤中都使用机械对齐的掩模，这可以使用 ns 激光划线器轻松完成，”他说。“微型电池也是通过相同的激光划线工艺生产的。它们仍然附着在晶圆上，并作为整个晶圆进行加工，适用于包括最终金属化在内的所有步骤。然后它们才会被拆卸并组装成微型模块。所有这些都可以在生产线上实现自动化。”
