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钙钛矿/硒化铜铟镓堆叠式太阳能模组达到了前所未有的 17.8% 超高转换率

导读: 2016 年 9 月 26 日-来自 imec、卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)以及德国巴登符腾堡州太阳能暨氢能研究中心(ZSW)的科学家们在今天宣布,他们已制造出由钙钛矿与硒化铜铟镓(CIGS)所组成的薄膜太阳能模组,该模组并且具有 17.8% 的能量转换率。

  2016 年 9 月 26 日-来自 imec、卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)以及德国巴登符腾堡州太阳能暨氢能研究中心(ZSW)的科学家们在今天宣布,他们已制造出由钙钛矿与硒化铜铟镓(CIGS)所组成的薄膜太阳能模组,该模组并且具有 17.8% 的能量转换率。这是第一次,这类叠层式模组的效能得以超越分别以钙钛矿与硒化铜铟镓所单独制成的模组。

  这款堆叠模组(3.76 平方公分)实现了尺寸完全可扩展之设备的概念:顶端的钙钛矿模组使用了七个长条形模组电池,底部的硒化铜铟镓模组使用了四个长条形模组电池,两者皆具有整体式互连配置。我们所获得的结果是,这两项技术的面积减损皆降至小于百分之八。

  在这三个组织合作之下,用来产生这个高效能钙钛矿/硒化铜铟镓多接面太阳能模组的这种制程的原理,仰赖于有效地利用太阳光谱。顶部的半透明钙钛矿模组会撷取光谱中能量较高的部份,让能量较低的光通过,并被底部的硒化铜铟镓太阳能电池所撷取。结果显示,这个原型表现出前所未见的百分之 17.8 超高能量转换率,超越由 imec所创下的百分之 15.3 钙钛矿模组转换率世界纪录,而且也超越了 ZSW 独立式高效能铜铟镓硒模组将近百分之 15.7 的转换效率。

  「我们之所以能够达到这样的成果,是由于透过三方合作伙伴密切而错综复杂的合作关系,并且善用彼此的专业知识。在将钙钛矿顶部模组用于这些堆叠式太阳能模组时,更是格外倚重 imec 对于钙钛矿模组的专业知识。」imec 薄膜光电研究负责人 Tom Aernouts 博士表示。

  根据 KIT 研究小组负责人Ulrich Paetzold 博士的说法,这还只是一开始的阶段性结果,未来几年将会获得更多令人振奋的成果,像是转换率超过 25% 的钙钛矿/硒化铜铟镓多接面太阳能模组等。Paetzold 博士所带领的亥姆霍兹青年研究团队(Helmholtz Young Investigator),现正关注于研究多接面钙钛矿太阳能模组的光学性质,并将为这些装置开发更为特化的奈米光学材质。

  最后,Erik Ahlswede 博士在 ZSW 的团队贡献出对于硒化铜铟镓太阳能模组的世界级专业知识。ZSW 目前是硒化铜铟镓太阳能模组的 22.6% 转换率世界纪录保持者。ZSW 的董事暨光电部门主管 Michael Powalla 教授指出:「这项成果巧妙地结合两种极为先进的薄膜技术的优点。这将大大的有助于为客户带来更具经济效益的太阳能能源。」

  模组与技术的详细资讯,将于九月 26 日在日内瓦举办的 PSCO-2016 上,由 imec 的 Aernouts 博士、KIT 的 Ulrich Paetzold 博士以及 ZSW 的 Erik Ahlswede 博士等人向学术研究社群报告。

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