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硅基太阳能电池效率新进展:日26.3%、德31.3%

2017-03-28 01:04
铁马老言
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传统的晶硅太阳能电池之理论转换效率天花板,依技术差异大约介于23~25%之间,最高可达29.1%。透过多层次构造搭配硅材料,日本KANEKA与NEDO、德国Fraunhofer ISE分别将太阳能电池的转换效率提高到了26.3%与31.3%,双双创下个别技术的新纪录。

KANEKA与NEDO:持续发展异质结技术

KANEKA积极于发展异质结(heterojunction)太阳能电池技术,并与日本新能源产业技术综合开发机构NEDO合作,结合背电极设计,在2016年9月发表了面积180cm^2、转换效率达26.33%的太阳能电池。

另一方面,仅采异质结技术的太阳能电池之转换效率,也在今年三月正式突破26%,来到26.3%。这款电池的表面积为180.4cm^2,较先前的25.6%纪录提高了2.7%。KANEKA的研究人员吉河训太指出,这款电池采用了非硅(a-Si)、晶硅、改良异质结技术、CVD技术、光学管理与电极技术等方式,成功提高电池的转换效率。这款新电池的光学性质也更好,衰退率较传统电池为低。

KANEKA与NEDO共同发表的26.3%异质结太阳能电池

Fraunhofer ISE:三五族多接合电池效率表现佳

德国Fraunhofer ISE与奥地利公司EV Group已合作研发三五族半导体/硅材多接合太阳能电池多时,并于2016年11月成功发表面积4平方公分、转换效率达30.2%的电池产品,一举突破硅晶电池的效率天花板。

Fraunhofer ISE 与 EV Group 共同研发的三五族多接合太阳能电池

这项研究很快又有了新突破,效率进一步来到31.3%。此电池将微米级的三五族半导体透过电浆活化程序转换为硅材料,使外延片表面的次电池(subcell)表面在压力下呈现真空状接合,如此一来,三五族次电池表面的原子就能与硅原子紧密结合为一体。

除此之外,这款电池依序堆叠磷化铟镓(GaInP)、硅(由三五族半导体转化而来)、砷化镓(GaAs)等三种材料,能吸收更广泛的太阳光谱,提高转换效率。虽然内部结构相当复杂,但Fraunhofer ISE的研究人员表示,其外表跟一般的产品相去不大,因此可与传统太阳能电池结合。

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