長(zhǎng)久以來(lái)，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率一直是科研人員關(guān)注的焦點(diǎn)，也是這種電池的重要性能之一。近期，科學(xué)家們發(fā)明了一種串聯(lián)薄膜太陽(yáng)能電池裝置，其轉(zhuǎn)換效率破歷史新高，令人嘖嘖稱奇。

科學(xué)家們?cè)O(shè)想的串聯(lián)太陽(yáng)能電池：由位于上層的半透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池板和位于下層的銅銦鎵硒化合物電池組成

薄膜技術(shù)將給下一代太陽(yáng)能電池的成本帶來(lái)歷史新低。鑒于制造成本較低，我們就需要把眼光放在更大程度提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率上，即在串聯(lián)太陽(yáng)能電池中加入補(bǔ)充吸收材料。

在熱那亞PSCO國(guó)際會(huì)議上，來(lái)自卡爾斯魯厄理工學(xué)校、氫能研究中心以及比利時(shí)微電子研究中心的科學(xué)家們展示了一種鈣鈦礦/銅銦鎵硒化合物串聯(lián)薄膜太陽(yáng)能電池，其轉(zhuǎn)化效率達(dá)17.8%，超過(guò)了單一鈣鈦礦或銅銦鎵硒化合物太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率。

卡爾斯魯厄理工學(xué)校的博士UlrichW.Paetzold強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“我們?cè)瓉?lái)想的是制備一種可伸縮的鈣鈦礦/銅銦鎵硒化合物太陽(yáng)能電池，使其轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于單一材料的太陽(yáng)能電池?！彼诳査刽敹蚶砉W(xué)校顯微與光技術(shù)學(xué)院建立的調(diào)查組研究并優(yōu)化了這些串聯(lián)太陽(yáng)能電池的光捕捉和能量轉(zhuǎn)化效率。

卡爾斯魯厄理工學(xué)校薄膜與光技術(shù)學(xué)院系主任兼氫能研究中心光技術(shù)部門(mén)主管，MichaelPowalla教授指出：“這一新穎的堆疊電池結(jié)構(gòu)將兩種創(chuàng)新性高的薄膜技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而大大提高了電池對(duì)太陽(yáng)能譜的利用效率?！备苍谔?yáng)能電池上的透明材料層吸收了太陽(yáng)能光譜的高能部分，位于其下的銅銦鎵硒化合物層則對(duì)紅外部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化。設(shè)計(jì)原型對(duì)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化效率總計(jì)17.8%。相比較而言，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率的最高紀(jì)錄是15.3%，而銅銦鎵硒化合物太陽(yáng)能電池的為15.7%。

除此之外，這種電池也將可伸縮電池的思路由構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。位于上層的鈣鈦礦材料及位于其下的銅銦鎵硒化合物均具有3.67平方厘米的孔徑面積和單片互聯(lián)結(jié)構(gòu)，分別使用4和7個(gè)單元條。二者的面積損耗均小于8%，其交互鏈接部分可承受激光加工，這一特性，使得堆疊電池模塊的工業(yè)加工面積增長(zhǎng)到幾個(gè)平方厘米。而在這之前，有關(guān)于這一技術(shù)的所有報(bào)道都局限于一個(gè)很小面積的太陽(yáng)能板上。最新的這一科學(xué)成果，促使這一技術(shù)向著大面積和可伸縮的方向發(fā)展，勢(shì)必也將帶來(lái)能量轉(zhuǎn)換率上的大幅增加。

微電子研究中心薄膜光伏太陽(yáng)能電池研究組組長(zhǎng)TomAernouts評(píng)論道：“這一科研成果的取得在很大程度上要感謝三個(gè)世界領(lǐng)先的機(jī)構(gòu)彼此之間的默契合作，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)?！?/p>

比利時(shí)微電子研究中心在半透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備上起到主導(dǎo)作用，氫能研究中心是研究銅銦鎵硒化合物太陽(yáng)能電池的領(lǐng)先院所，并保持著銅銦鎵硒化合物薄膜太陽(yáng)能電池22.6%的轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄，這一紀(jì)錄保持裝置正是新電池的基本組成部分。由UlrichW.Paetzold博士領(lǐng)導(dǎo)的卡爾斯魯厄理工學(xué)校亥姆霍茲研究所主攻這些組件在光學(xué)方面的研究，他們研制了能夠大幅提高光捕捉的新型納米光學(xué)材料。

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