編者按:9月2日電美國加利福尼亞大學洛杉磯分校等機構的研究人員開發(fā)出一種新型薄膜太陽能電池,其雙層設計大大提高了光電轉換效率,性能創(chuàng)造了同類太陽能電池新紀錄。
洛杉磯9月2日電美國加利福尼亞大學洛杉磯分校等機構的研究人員開發(fā)出一種新型薄膜太陽能電池,其雙層設計大大提高了光電轉換效率,性能創(chuàng)造了同類太陽能電池新紀錄。這一成果發(fā)表在新一期美國《科學》雜志上。
這種雙層串聯結構的太陽能電池,上層噴涂了1微米厚的鈣鈦礦,有助于高效捕捉太陽能,底層是厚約2微米的銅銦鎵硒薄膜(CIGS)電池。薄膜電池表面經過納米級的加工,再加上聚合有機物空穴傳輸層。這種設計可以讓電池產生更高的電壓,從而增加輸出功率。整個組件安裝在厚約2毫米的玻璃基板上。
新型電池的光電轉換效率高達22.4%,比2015年美國國際商用機器公司(IBM)研發(fā)的同類太陽能電池10.9%的光電轉換效率提高了一倍多。這一新紀錄已得到美國能源部下屬國家可再生能源實驗室確認。
研究負責人、加利福尼亞大學洛杉磯分校教授楊陽說,雙層串聯的設計,使電池可以通過上下兩個層面捕捉太陽光譜不同波段光的能量,與傳統(tǒng)的CIGS太陽能電池的單層設計相比,能吸收轉換更多的太陽能。
楊陽表示,這項技術使CIGS太陽能電池的性能提高了近20%,也意味著能源成本降低了20%。研究團隊的下一個目標是將電池的光電轉換效率提高至30%。
鈣鈦礦材料是指一類陶瓷氧化物,因類似結構最早在天然鈣鈦礦中被發(fā)現而得名。鈣鈦礦太陽能電池被認為是光伏產業(yè)的未來熱點,其噴涂技術成本低廉,易于操作,容易應用到現有的太陽能電池制造工藝中。鈣鈦礦的應用可大大提高發(fā)電效率,與汽車發(fā)動機上安裝渦輪增壓器的效果類似。
原標題:新型雙層太陽能電池能效創(chuàng)紀錄