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硅薄膜太陽(yáng)能電池轉化率世界紀錄被刷新,穩定光電轉化效率可達13.6% |
來(lái)源:中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間:2015-06-09 10:25:10 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉)一個(gè)由日本多家研究機構人員組成的研究小組日前宣稱(chēng),他們開(kāi)發(fā)出的一種三結薄膜硅太陽(yáng)能電池獲得了13.6%的穩定轉化效率,成功打破了此前報道的13.44%的世界紀錄。研究人員稱(chēng),如果進(jìn)行一些合理化改進(jìn),其效率可達14%以上。相關(guān)論文發(fā)表在《應用物理快報》雜志上。

該研究小組由日本最大的幾個(gè)研究中心抽調的人員組成,其中包括先進(jìn)工業(yè)科學(xué)和技術(shù)研究所(AIST)、光伏發(fā)電技術(shù)研究協(xié)會(huì )(PVTEC)、夏普、松下和三菱。
AIST研究員佐井田村說(shuō),新研究獲得了兩個(gè)重要成果。一是開(kāi)發(fā)出具有先進(jìn)光捕獲能力的薄膜硅太陽(yáng)能電池;二是在只有4微米厚的微晶吸收層上實(shí)現了每平方厘米34.1毫安的光電流密度。
太陽(yáng)能電池的效率有多種不同類(lèi)型,通常不同類(lèi)型效率之間很難進(jìn)行直接比較。這個(gè)研究使用的是穩定的光電轉換效率(PCE)。
佐井田村指出,太陽(yáng)能電池只要暴露在光照、濕度、溫度等條件下,轉換效率就會(huì )發(fā)生一定程度的衰減,因此大多數太陽(yáng)能電池都通過(guò)“初始”效率來(lái)進(jìn)行評價(jià)。如果電池是像晶體硅這樣的材料,性能上還相對穩定;而如果涉及無(wú)定形硅即非晶硅,情況將完全不同,在經(jīng)過(guò)暴曬后其導電性能會(huì )顯著(zhù)衰退,這種特性被稱(chēng)為SWE效應。
許多因素都可能導致光誘導降解硅太陽(yáng)能電池,一種應對措施是在襯底采用蜂窩結構。此前蜂窩狀紋理大多用于單結太陽(yáng)能電池,其僅由一個(gè)半導體材料制成,只吸收一個(gè)波長(cháng)的光。而在新研究中,科學(xué)家發(fā)現這種結構同樣可用于多結太陽(yáng)能電池,這類(lèi)電池可以吸收多個(gè)波長(cháng)的光,比單結電池具有更優(yōu)異的陷光性能。為進(jìn)一步提高效率,他們還對蜂窩紋理進(jìn)行了精細的控制,并加入了一種蛾眼結構的防反射膜。
為了作出公正的比較,研究人員對暴露在陽(yáng)光中一段時(shí)間的太陽(yáng)能電池進(jìn)行測試。結果表明,這種電池的初始效率可達14.5%,穩定效率也有13.6%。
盡管刷新了一項新的紀錄,研究人員認為該電池還有很大的改進(jìn)空間,在提高太陽(yáng)能電池頂部層的性能,并解決光譜失配問(wèn)題之后,其穩定效率將有望突破14%。
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