鉅大LARGE | 點擊量:771次 | 2019年04月03日
太陽能電池打破光電轉換效率紀錄 現準備大規模生產
在太陽能電池與其金屬接觸層之間夾入一層富含氧的硅層,使得歐洲的研究人員打破了硅太陽能電池將陽光轉化為電能的效率的性能記錄。但現在的挑戰是如何使這些所謂的鈍化接觸適合大規模生產。
德國哈默林太陽能研究所博士說:“目前,人們對鈍化太陽能電池之間的接觸非常興奮。”這項技術使他的實驗室為主導光伏市場的太陽能電池創造了26.1%的新紀錄。目前商用太陽能電池板的運行效率約為20%。
鈍化觸點由兩層氧化硅和結晶硅組成,夾在太陽能電池和金屬觸點之間。該設計于2013年由ISFH和德國弗萊堡的弗勞恩霍夫太陽能系統研究所共同開發。近年來,它已經將硅光電的能量轉換效率提高到25%以上——這一上限限制了研究人員在實驗室中十多年來所能達到的效率。
大規模制造
不過,到目前為止,很少有制造商在工業中采用鈍化接觸。作為DISC項目的一部分,他現在正與歐洲各地的研究機構和設備制造商協調工作,以簡化它們的大規模制造設計。
到目前為止,用鈍化觸點制造創紀錄的太陽能電池需要昂貴的材料和復雜的實驗室技術,閔博士說,工廠裝配線無法采用這些技術。然而,通過擺脫這些復雜的方法,并用在太陽能電池行業已經很常見的工具來替代它們,DISC協會希望降低這項技術的制造成本。
ISFH已經顯著地取代了昂貴的和高導電的含銦層,該層沉積在電池表面,以便更好地收集鈍化接觸的電荷。通過在生產過程中對壓力和溫度條件的微調,現在可以在使用大量材料的情況下,形成一種具有類似物理性能的含鋅層。
荷蘭設備供應商Meco正在將復雜的光刻步驟與電鍍技術進行交換,這些電鍍技術可以將鈍化接觸太陽能電池的電觸點金屬化,其金屬化能力足以滿足工廠裝配線的需要。
在過去的一年里,光盤樣品穿梭于法國、德國、瑞士和荷蘭,作為合作伙伴在國際供應線上發揮他們的作用。每個實驗室都添加一層硅或其他其專長的材料,逐漸將半導體堆疊成功能強大的太陽能電池。
預計,在未來一年中,對這些工廠友好型設備的層進行微調,將有助于它們在競爭中脫穎而出。在一個只有0.5%的差異就能決定公司成敗的行業,一項在實驗室中被證明具有超過25%效率潛力的技術為制造商提供了誘人的前景。
太陽能電池板的成本在很大程度上取決于其表面積。如果你能以30%的效率生產電池,而不是20%或15%,這真的有助于降低太陽能的總成本。
33%的效率
今年早些時候,FraunhoferISE生產的太陽能電池的效率達到了驚人的33%。研究人員根據元素周期表的第三和第五組元素,將含有鈍化接觸的硅太陽能電池與另外兩種由更奇特材料制成的太陽能電池堆疊在一起。
頂部的電池很好地吸收藍光,但它們是由相對罕見的元素組成的,比如鎵或銦,它們的組裝速度也比傳統的硅太陽能電池慢。如果想在大眾市場上競爭,必須將材料沉積的成本降低大約兩個數量級。
使用的原材料是昂貴的,但其中的光子效應可以扭轉他們的經濟。他說,如果組裝得當,制造商原則上可以少用90%的材料,而不會對太陽能電池的效率或光吸收產生太大影響。
這種優勢在太陽能電池技術方面的領先地位至關重要。隨著太陽能電池市場的年增長率飆升至11位數,亞洲的競爭正日益將歐洲制造商擠出市場。