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松下刷新晶体硅太阳能电池转换效率:25.6%(图)

2014-05-14 01:01
铁马老言
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  晶体硅太阳能电池的单元转换效率时隔15年刷新了最高值。晶体硅是太阳能电池目前的主流方式。此前的最高值是澳大利亚新南威尔士大学(Universityof New South Wales,UNSW)于1999年创下的25.0%,而松下此次创下了25.6%的新记录(图1)。

  松下不单单是更新了最高值。UNSW的纪录是在面积仅4cm2的小型单元实现的,而松下是在143.7cm2这一实用尺寸的太阳能电池单元上实现的。松下还试制了采用72枚该这种电池单元的模块。结果,模块输出功率约为270W,比该公司的最新产品高出25W。

  图1:转换效率超过25%

  松下将晶体硅太阳能电池单元的单元转换效率提高到了25.6%。

  利用新结构发起挑战

  晶体硅太阳能电池的理论效率约为29%,25~26%就基本到达极限了注1)。随着松下实现极限范围的转换效率,晶体硅太阳能电池的转换效率能提高到什么程度受到了太阳能电池业界人士的关注。松下还计划进一步提高转换效率,该公司的负责人表示,“接下来的目标是实现26%。这个值应该能实现”。

  注1)在入射光的能源中,20~30%为透射损失,约30%为量子损失,约10%为载流子复合、表面反射损失及串联电阻损失等。

  与转换效率的提高同时受到太阳能电池业界人士关注的,是实现25.6%这一转换效率的电池单元结构。松下此前一直采用在硅晶圆上形成非晶硅层的“异质结”结构。通过非晶硅层的效果抑制载流子复合,有助于提高电压。在受光面和背面分别配置了电极。

  而此次松下首次采用了保留部分异质结、去掉受光面电极的“背接触结构”。由于去掉了遮挡光线的电极,因此能够增加电流量。实际上,作为电流值目标的短路电流密度较该公司2013年2月发布的异质结单元得到提高(图2)注2)。在利用异质结保持高电压的同时,通过背接触结构增加电流的手法为实现25.6%的转换效率做出了贡献。

  图2:以不同于以往的结构实现

  松下通过在异质结上组合使用背接触的结构,而非量产中采用的异质结,实现了25.6%的单元转换效率。

  注2)但开路电压下降。松下正在分析原因。可能是受到了晶圆厚度增加等的影响。

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