矽薄膜太陽能電池轉化率達13.6%,破世界紀錄

發佈日期: 2015 年 06 月 08 日 14:42 | 作者: | 分類: 產業資訊

 一個由日本多家研究機構人員組成的研究小組日前宣稱,他們開發出的一種三結薄膜矽太陽能電池獲得了13.6%的穩定轉化效率,成功打破了此前報導的13.44%的世界紀錄。研究人員稱,如果進行一些合理化改進,其效率可達14%以上。

該研究小組由日本最大的幾個研究中心抽調的人員組成,其中包括先進工業科學和技術研究所(aist)、光伏發電技術研究協會(pvtec)、夏普、松下和三菱。

aist研究員佐井田村說,新研究獲得了兩個重要成果。一是開發出具有先進光捕獲能力的薄膜矽太陽能電池;二是在只有4微米厚的微晶吸收層上實現了每平方釐米34.1毫安培的光電流密度。

太陽能電池的效率有多種不同類型,通常不同類型效率之間很難進行直接比較。這個研究使用的是穩定的光電轉換效率(pce)。

佐井田村指出,太陽能電池只要暴露在光照、濕度、溫度等條件下,轉換效率就會發生一定程度的衰減,因此大多數太陽能電池都通過“初始”效率來進行評價。如果電池是像晶體矽這樣的材料,性能上還相對穩定;而如果涉及無定形矽即非晶矽,情況將完全不同,在經過暴曬後其導電性能會顯著衰退,這種特性被稱為swe效應。

許多因素都可能導致光誘導降解矽太陽能電池,一種應對措施是在襯底採用蜂窩結構。此前蜂窩狀紋理大多用於單結太陽能電池,其僅由一個半導體材料製成,只吸收一個波長的光。而在新研究中,科學家發現這種結構同樣可用於多結太陽能電池,這類電池可以吸收多個波長的光,比單結電池具有更優異的陷光性能。為進一步提高效率,他們還對蜂窩紋理進行了精細的控制,並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光中一段時間的太陽能電池進行測試。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%。

儘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空間,在提高太陽能電池頂部層的性能,並解決光譜失配問題之後,其穩定效率將有望突破14%。

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