Fraunhofer ISE 开发出世界上最高效的太阳能电池

研究人员使用一种新的抗反射涂层来开发这种迄今为止最好的四结太阳能电池。

由于改进了抗反射层,迄今为止最好的四结太阳能电池的效率从 46.1% 提高到 47.6%。 (图片:弗劳恩霍夫 ISE)

弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 ISE 的研究人员使用一种新的抗反射涂层,成功地将迄今为止最好的四结太阳能电池在 665 个太阳浓度下的效率从 46.1% 提高到 47.6%。这是一个全球性的里程碑,因为目前全世界还没有效率更高的太阳能电池。结果今天在德国弗莱堡举行的第二届国际串联光伏研讨会上公布。

在过去的两年里,Fraunhofer ISE 一直致力于一个名为“50%”的雄心勃勃的项目。该项目由德国联邦经济事务和气候行动部 BMWK 资助,其目的是首次开发效率为 50% 的太阳能电池。为了实现这一点,复杂多结太阳能电池的每一层都经过进一步优化。金属触点和抗反射层结合了工艺技术的改进。现在,项目团队已经取得了第一个突破:他们最新的聚光太阳能电池的效率达到了47.6%, 弗劳恩霍夫报道.

弗劳恩霍夫 ISE 的 III-V 光伏和聚光技术部门负责人 Frank Dimroth 博士说:“我们对这一结果感到非常兴奋,这一结果是在我们新的高效太阳能电池中心成立仅一年后取得的。” “在我们的研究中,我们的目标是使聚光光伏更加高效和具有竞争力,因为我们相信这是最可持续的可再生发电形式。”

新型太阳能电池的层状结构早在 2016 年就与设计和制造创新半导体材料的法国公司 Soitec Inc. 共同开发。上部串联太阳能电池由磷化镓铟 (GaInP) 和砷化铝镓 (AlGaAs) 制成,通过 Soitec 键合到由磷化砷化镓铟 (GaInAsP) 和砷化镓铟 (GaInAs) 制成的下部串联太阳能电池上。

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现在,在弗劳恩霍夫 ISE 高效太阳能电池中心的串联电池结构上应用了改进的接触层和 4 层抗反射涂层。这些措施降低了电池正面的电阻损耗和反射,它在 300 和 1780 纳米的宽范围内对光谱敏感。由硅制成的传统太阳能电池仅吸收高达 1200 纳米波长的太阳光,因此不需要这种宽带抗反射涂层。

由III-V族化合物半导体制成的多结太阳能电池一直是世界上效率最高的太阳能电池之一。当入射的阳光被透镜集中到只有几平方毫米大小的微型太阳能电池设备上时,它们就发挥了最大的潜力。 “这种高效串联太阳能电池的可能应用包括聚光光伏系统,这有助于在阳光充足的国家高效发电,”弗劳恩霍夫 ISE 光伏研究部主任 Stefan Glunz 教授说。有可能摆脱单结太阳能电池的限制,最终降低太阳能成本。”

于尔根·塔尔迈耶
2022 年 6 月 22 日

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