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新紀錄!雙面太陽能電池效率突破30%

核心提示:將光轉化為電能的效率實現了創紀錄的30%以上,其前照式的效率達到創紀錄的19.77%,后照式的效率達到10.89%。
      近日,來自瑞士聯邦材料科學與技術實驗室(Empa)的科學家開發了一種新的低溫生產工藝,以此工藝生產出的CIGS(銅銦鎵二硒)雙面薄膜太陽能電池,其將光轉化為電能的效率實現了創紀錄的30%以上,其前照式的效率達到創紀錄的19.77%,后照式的效率達到10.89%。

      根據研究人員在《自然》發表的文章, CIGS雙面薄膜太陽能電池可以從正反兩面收集太陽能,因此可以比傳統太陽能電池產生更多的太陽能。然而,這種電池一般采用高溫沉積工藝生產。當溫度超過550℃時,會發生化學反應,形成氧化鎵界面層,阻擋陽光產生的電流。電池的能量轉換效率因此受到影響。

      為了提高電池效率,科學家們開發了低溫沉積工藝,該生產方式產生的氧化鎵更少。他們使用少量銀來降低CIGS合金的熔點,并在僅350°C的沉積溫度下獲得具有良好電子特性的吸收層。他們使用高分辨率透射電子顯微鏡分析了多層結構,并沒有在界面處檢測到任何氧化鎵。

      Empa的領導人Ayodhya Tiwari教授和他的團隊在柔性薄膜太陽能電池方面的研究已經超過20年。憑借對技術和基本物理過程的深入了解,他們多年來取得了多項太陽能效率記錄。他們從1999年的12.8%開始,效率逐步優化完善,2019年時,該數值升至20.8%,而去年該效率已經達到21.4%。

      采用該技術的太陽能模塊特別適用于建筑物的屋頂和外墻、溫室、運輸車輛、飛艇和便攜式電子產品。

      此次雙面GIGS技術上的突破有望為太陽能發電帶來新的應用前景。Tiwari表示,“雙面CIGS技術有潛力產生超過33%的能量轉換效率,為未來的薄膜太陽能電池開辟了新的可能性。我們現在正試圖與歐洲各地的重點實驗室和公司建立合作關系,以加速該技術的發展和更大規模的工業生產。
 

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