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美國(guó)和瑞士共同研發(fā)的雙結(jié)太陽(yáng)能電池效率突破記錄

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1146次  |  2021年11月03日  

美國(guó)能源部下屬的國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)與瑞士電子與微技術(shù)中心(CSEM)的科學(xué)家共同開發(fā)出雙結(jié)III-V族/硅太陽(yáng)能電池,將非集中太陽(yáng)光(1個(gè)太陽(yáng)強(qiáng)度下)轉(zhuǎn)化為電能的效率創(chuàng)造了新紀(jì)錄,該成果發(fā)表在“太陽(yáng)電池效率表”上。


達(dá)到29.8%新轉(zhuǎn)換效率記錄的太陽(yáng)電池是NREL將兩種電池堆積構(gòu)成的,其中上部分是由NREL開發(fā)的磷化銦鎵(GaInP)太陽(yáng)電池;下部分是由CSEM采用硅異質(zhì)結(jié)(SHJ)技術(shù)開發(fā)的晶體硅電池。


NREL高級(jí)研究員戴維·楊稱,“這是機(jī)械堆疊類電池的記錄,雙結(jié)器件的性能超過(guò)了晶體硅太陽(yáng)能電池29.4%的理論極限。”


在標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光照下,GaInP/SHJ串聯(lián)電池的效率高達(dá)29.8%。圖片:GaInP/SHJ串聯(lián)電池的效率高達(dá)29.8%的標(biāo)準(zhǔn)光照下的太陽(yáng)。


楊是論文《GaInP/Si雙結(jié)太陽(yáng)能電池在1個(gè)太陽(yáng)下效率實(shí)現(xiàn)29.8%》(發(fā)表在IEEE光伏期刊上)的共同作者。來(lái)自NREL的合作作者還有斯蒂芬妮·埃西希,邁爾斯·斯坦納,約翰·蓋斯,斯科特·沃德,湯姆·莫里亞蒂,文森佐·拉薩爾維亞和保羅·斯坦丁斯。埃西希在第五次國(guó)際晶體硅光伏會(huì)議上發(fā)表了一篇題為“30%高效GaInP/Si疊層太陽(yáng)能電池的進(jìn)展”,受到CSEM的關(guān)注。

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“硅異質(zhì)結(jié)技術(shù)是當(dāng)今疊層太陽(yáng)能電池中應(yīng)用的最高效硅技術(shù)。”CSEM光伏活動(dòng)負(fù)責(zé)人克里斯托弗·巴里夫稱。


“CSEM與NREL的科學(xué)家已證明底部使用硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的串聯(lián)電池,頂部采用高性能電池,如NREL研發(fā)的GaInP太陽(yáng)電池,可以實(shí)現(xiàn)30%的效率。”據(jù)CSEM晶體硅活動(dòng)經(jīng)理馬蒂厄·迪斯貝斯稱。


取得這項(xiàng)記錄的關(guān)鍵是CSEM提出的新型雙結(jié)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首次合作的結(jié)果進(jìn)一步表明,通過(guò)組合NREL和CSEM的太陽(yáng)能電池可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。


該項(xiàng)研究工作的資金來(lái)自美國(guó)能源部辦公室能源效率和可再生能源太陽(yáng)計(jì)劃(旨在實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能比傳統(tǒng)能源完全具有成本競(jìng)爭(zhēng)力)以及瑞士聯(lián)邦和nano-tera.ch倡議。(工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所張慧)


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