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超过40%!Fraunhofer ISE创造太阳能电池效率新纪录

导读: 德国Fraunhofer太阳能研究所(ISE)与欧盟资助的CPVMatch项目合作,利用叠层电池和高聚光PV技术创造了太阳能电池组件光电转化效率高达41.4%的记录。

德国Fraunhofer太阳能研究所(ISE)与欧盟资助的CPVMatch项目合作,创造了太阳能电池组件光电转化效率高达41.4%的记录。

光伏组件的面积为122cm2,采用多结叠层太阳能电池的设计,堆叠多层的电池活性材料以吸收太阳光谱中不同的波长。Fraunhofer没有具体说明这个破纪录的组件所采用的电池材料,但指出它们基于III-V族化合物半导体材料。

此组件依赖聚光光伏发电(CPV)技术——太阳光透过一个菲涅耳透镜汇聚到光伏电池上并直接转化为电能。研究团队表示通过在组件中使用消色差透镜进一步提高了转换效率,事实证明,这项技术可以实现非常高的效率水平,但由于其性能仅局限于具备高度太阳直接辐射的区域,迄今为止几乎还没有商业应用。

Fraunhofer ISE的研究所主任Andreas Bett表示:“我们非常高兴这些研究结果为聚光器技术进一步提高效率铺平了道路。光伏发电正在全球范围内蓬勃发展,我们看到这种特别高效的组件技术具备巨大的潜力,这大幅度减少单位面积能源转换的资源使用,为可持续发展做出贡献。”

早在2014年,Fraunhofer ISE就参与了法国Soitec的一个CPV技术合作项目,使用聚光器与III-V族多结太阳电池的组合达到46%的电池效率。此后,Fraunhofer ISE与CPVMatch项目合作进一步发展了该项技术。

“在CPVMatch项目中,我们已经捋顺了聚光器组件的所有制作步骤,包括材料、电池制造和生产系统、以及电池组件制造。”Fraunhofer ISE的III-V族太阳电池和组件的项目主管Gerald Siefer如此说道。

尽管Fraunhofer ISE已经取得了引人瞩目的成就,而且研究人员也表示能“优化四结太阳能电池的生产“,但值得注意的是,III-V族材料的大规模生产成本极其昂贵,至今只有卫星和无人机等利基应用才使用III-V族材料。

此外,这项成就也促使聚光光伏发电(CPV)更好地与聚光太阳能发电(CSP)竞争,后者利用太阳能转化成的热能将水加热产生水蒸气,推动涡轮转动使发电机运转来发电,多在炎热、干燥和少云的地区被采用。

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