雙層太陽(yáng)能電池組記錄有效發(fā)電

來自加州大學(xué)洛杉磯分校Samueli工程學(xué)院的材料科學(xué)家開發(fā)出一種高效的薄膜太陽(yáng)能電池，由于其雙層設(shè)計(jì)，它可以產(chǎn)生比典型太陽(yáng)能電池板更多的陽(yáng)光能量。

該裝置是通過噴涂一層薄薄的鈣鈦礦 - 一種廉價(jià)的鉛和碘化合物制成的，這種化合物已被證明在從太陽(yáng)光中捕獲能量方面非常有效 - 到市售的太陽(yáng)能電池上。形成器件底層的太陽(yáng)能電池由銅，銦，鎵和硒化物或CIGS的化合物制成。

該團(tuán)隊(duì)的新電池轉(zhuǎn)換了22.4%來自太陽(yáng)的能量，這是鈣鈦礦-CIGS串聯(lián)太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率的記錄。該表現(xiàn)在美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)立測(cè)試中得到證實(shí)。(之前的記錄，由IBM的Thomas J. Watson研究中心的一個(gè)小組于2015年設(shè)定，為10.9%。)UCLA設(shè)備的效率與目前主導(dǎo)光伏市場(chǎng)的多晶硅太陽(yáng)能電池的效率相似。

這項(xiàng)研究發(fā)表于今天的“ 科學(xué)”雜志，由楊洋，加州大學(xué)洛杉磯分校的卡羅爾和勞倫斯·E·坦納斯，材料科學(xué)教授領(lǐng)導(dǎo)。

“通過我們的串聯(lián)太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)，我們?cè)谙嗤脑O(shè)備區(qū)域從太陽(yáng)光譜的兩個(gè)不同部分吸收能量，”楊說。“與單獨(dú)的CIGS層相比，這增加了太陽(yáng)光產(chǎn)生的能量。”

Yang補(bǔ)充說，噴涂在鈣鈦礦層上的技術(shù)可以很容易且廉價(jià)地結(jié)合到現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池制造工藝中。

電池的CIGS基層厚約2微米(或千分之二毫米)，吸收太陽(yáng)光并以18.7%的效率產(chǎn)生能量，但添加1微米厚的鈣鈦礦層可提高其效率 - 比如如何在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上添加渦輪增壓器可以改善其性能。這兩層由加州大學(xué)洛杉磯分校研究人員設(shè)計(jì)的納米尺度界面連接在一起; 該接口有助于為器件提供更高的電壓，從而增加其可輸出的功率。

并且整個(gè)組件位于厚度約為2毫米的玻璃基板上。

“我們的技術(shù)使現(xiàn)有的CIGS太陽(yáng)能電池性能比原來的性能提高了近20%，”楊說。“這意味著能源成本降低了20%。”

他補(bǔ)充說，采用雙設(shè)備層的設(shè)計(jì)最終可能接近30%的電源轉(zhuǎn)換效率。這將是研究小組的下一個(gè)目標(biāo)。