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碲化鎘光伏電池片效率從不及8%提高至11.5%

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1939次  |  2020年04月15日  

瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(Empa)的科學(xué)家們通過銅摻雜成功提高了柔性碲化鎘(CdTe)光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。


近日,瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室宣布取得了一項(xiàng)重大技術(shù)突破,這或許將為柔性、輕盈且低成本的碲化鎘光伏電池的工業(yè)化鋪平了道路。


可通過滾動(dòng)式制造技術(shù)生產(chǎn)的柔性薄膜太陽能電池片堪稱是通往廉價(jià)太陽能電力的希望之路。


通過在電池片中摻雜金屬銅,瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究人員們成功將電池片的效率從不到8%提高至11.5%,這一技術(shù)成果已經(jīng)發(fā)表在最新一期的《自然通訊》(NatureCommunications)上。


瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室公布聲明稱,就這點(diǎn)而言,柔性薄膜太陽能電池?fù)碛芯薮蟮陌l(fā)展?jié)摿Γ驗(yàn)樗麄儍H僅要最少的原料,并通過滾動(dòng)式制造設(shè)備大批量生產(chǎn)。


在制造成本方面,目前碲化鎘電池片是最為廉價(jià)的,其市場(chǎng)占有率僅次于硅基太陽能電池片。這些所謂的基質(zhì)電池片有一大缺陷:它們要一層透明的輔助材料,可以讓陽光穿透至采集光照的碲化鎘層,因此透明材料載體的選擇性就變得非常有限。


光伏電池多層結(jié)構(gòu)的倒置將有助于進(jìn)一步削減成本,采用金屬制成的柔性箔作為輔助材料。采用這種設(shè)計(jì),陽光可從另一面進(jìn)入電池片,而無需穿透襯底。


然而,直到目前為止,金屬箔基底結(jié)構(gòu)的碲化鎘電池片效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于8%——與最新公布的實(shí)驗(yàn)室級(jí)別玻璃襯底的碲化鎘電池片創(chuàng)造的19.6%的轉(zhuǎn)換效率相形見絀。


太陽能電池片的銅摻雜技術(shù)


瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可提高碲化鎘電池片轉(zhuǎn)換效率的方法,他們成功將少量的銅摻雜入半導(dǎo)體層——取得了過去科學(xué)家們無法企及的成就。


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