德國(guó)弗朗霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所、法國(guó)聚光光伏制造商Soitec公司、德國(guó)柏林亥姆霍茲研究中心近日攜手宣布，他們制造出一款在太陽(yáng)光濃度為297下光電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)44.7%的四結(jié)光伏電池，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。他們表示，最新研究有望大幅降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本并為獲得轉(zhuǎn)化效率高達(dá)50%的太陽(yáng)能電池鋪平了道路。
其實(shí)，早在今年5月份，上述三家機(jī)構(gòu)和企業(yè)就同法國(guó)原子能委員會(huì)電子與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(CEA-Leti)的科學(xué)家聯(lián)合推出了當(dāng)太陽(yáng)光線濃度為 319時(shí)，光電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)43.6%的光伏電池。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家們經(jīng)過(guò)詳細(xì)的研究和優(yōu)化精煉，制造出了光電效率達(dá)44.7%的太陽(yáng)能電池。
這些太陽(yáng)能電池主要用于聚光光伏設(shè)備中，聚光光伏技術(shù)(CPV)是指將匯聚后的太陽(yáng)光通過(guò)高轉(zhuǎn)化效率的光伏電池直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。利用光學(xué)元件將太陽(yáng)光匯聚后再進(jìn)行發(fā)電的聚光太陽(yáng)能技術(shù)，被認(rèn)為是太陽(yáng)能發(fā)電未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的第三代技術(shù)。
最新研制出的四結(jié)太陽(yáng)能電池中的單個(gè)電池由不同的III-V族(元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb等)半導(dǎo)體材料制成，這些結(jié)點(diǎn)逐層堆積，單個(gè)子電池能吸收太陽(yáng)光光譜中不同波長(zhǎng)的光。
這項(xiàng)研發(fā)工作的負(fù)責(zé)人、弗朗霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所的弗蘭克·狄默思表示：“多年來(lái)，我們一直致力于這種多結(jié)太陽(yáng)能電池的研發(fā)工作。這種四結(jié)太陽(yáng)能電池是我們多年心血的結(jié)晶。除了改進(jìn)材料和優(yōu)化結(jié)構(gòu)之外，被稱為‘晶圓接合’的新程序在研發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。憑借這一技術(shù)，我們能將兩個(gè)半導(dǎo)體晶體有序地結(jié)合起來(lái)，而不是讓其胡亂地堆積在一起。利用這種方式，我們能生產(chǎn)出最佳的半導(dǎo)體結(jié)合體，從而制造出效率最高的太陽(yáng)能電池。”
Soitec的主席和首席執(zhí)行官安得烈-雅克利曼·安德里-荷夫表示：“在不到4個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率的記錄提高了1%，這證明四結(jié)太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)方法極具潛力，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率即將超越50%。”
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