長久以來，太陽能電池的光電轉(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)家們設(shè)想的串聯(lián)太陽能電池：由位于上層的半透明鈣鈦礦太陽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)將給下一代太陽能電池的成本帶來歷史新低。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能轉(zhuǎn)化效率上，即在串聯(lián)太陽能電池中加入補(bǔ)充吸收材料。

在熱那亞PSCO國際會議上，來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)薄膜太陽能電池，其轉(zhuǎn)化效率達(dá)17.8%，超過了單一鈣鈦礦或銅銦鎵硒化合物太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。

卡爾斯魯厄理工學(xué)校的博士UlrichW.Paetzold強(qiáng)調(diào)說：“我們原來想的是制備一種可伸縮的鈣鈦礦/銅銦鎵硒化合物太陽能電池，使其轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于單一材料的太陽能電池?！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太陽能譜的利用效率?！备苍谔柲茈姵厣系耐该鞑牧蠈游樟颂柲芄庾V的高能部分，位于其下的銅銦鎵硒化合物層則對紅外部分進(jìn)行轉(zhuǎn)化。設(shè)計(jì)原型對太陽能的轉(zhuǎn)化效率總計(jì)17.8%。相比較而言，鈣鈦礦太陽能電池轉(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，勢必也將帶來能量轉(zhuǎn)換率上的大幅增加。

微電子研究中心薄膜光伏太陽能電池研究組組長TomAernouts評論道：“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)勢互補(bǔ)?！?/p>

比利時(shí)微電子研究中心在半透明鈣鈦礦太陽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能電池的領(lǐng)先院所，并保持著銅銦鎵硒化合物薄膜太陽能電池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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