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硅薄膜太阳能电池转化率达136% 破世界纪录
来源:鲍勃体育下载   上传时间:2024-01-25 05:22:04

  一个由日本多家研究机构人员组成的研究小组日前宣称,他们开发出的一种三结薄膜硅太阳能电池获得了13.6%的稳定转化效率,成功打破了此前报道的13.44%的世界纪录。研究人员称,如果进行一些合理化改进,其效率可达14%以上。相关论文发表在《应用物理快报》杂志上。

  该研究小组由日本最大的几个研究中心抽调的人员组成,这中间还包括先进工业科学和技术研究所(aist)、光伏发电技术研究协会(pvtec)、夏普、松下和三菱。

  aist研究员佐井田村说,新研究获得了两个重要成果。一是开发出具有先进光捕获能力的薄膜硅太阳能电池;二是在只有4微米厚的微晶吸收层上实现了每平方厘米34.1毫安的光电流密度。

  太阳能电池的效率有多种不一样,通常不一样效率之间很难进行直接比较。这个研究使用的是稳定的光电转换效率(pce)。

  佐井田村指出,太阳能电池只要暴露在光照、湿度、温度等条件下,转换效率就会发生某些特定的程度的衰减,因此大多数太阳能电池都通过“初始”效率来进行评价。如果电池是像晶体硅这样的材料,性能上还相对来说比较稳定;而如果涉及无定形硅即非晶硅,情况将完全不同,在经过暴晒后其导电性能会显著衰退,这种特性被称为swe效应。

  许多因素都可能会引起光诱导降解硅太阳能电池,一种应对措施是在衬底采用蜂窝结构。此前蜂窝状纹理大多用于单结太阳能电池,其仅由一个半导体材料制造成,只吸收一个波长的光。而在新研究中,科学家发现这种结构同样可用于多结太阳能电池,这类电池能吸收多个波长的光,比单结电池具有更优异的陷光性能。为进一步提升效率,他们还对蜂窝纹理进行了精细的控制,并加入了一种蛾眼结构的防反射膜。

  为了作出公正的比较,研究人员对暴露在阳光中一段时间的太阳能电池来测试。根据结果得出,这种电池的初始效率可达14.5%,稳定效率也有13.6%。

  尽管刷新了一项新的纪录,研究人员认为该电池还有很大的改进空间,在提高太阳能电池顶部层的性能,并解决光谱失配问题之后,其稳定效率将有望突破14%。

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  还记得新年刚过的2010年1月4日,半导体厂商意法半导体(STMicroelectronics)加盟夏普与意大利Enel合作的薄膜硅型太阳能电池生产业务的消息传来,当时不只是太阳能电池专项记者,就连半导体专项记者也猛追这条新闻。  之后,三家公司在8月将投产时期从当初计划的2011年初推迟到了2011年下半年。计划变更的原因之一在于Si原料价格的下跌使得竞争对象——晶体硅型太阳能电池的价格下落,薄膜硅型太阳能电池竞争力也相应下降的缘故。  就像是展示薄膜硅型太阳能电池所处的困境似的,在夏普等变更计划的前后,退出或推迟薄膜硅型太阳能电

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