超薄太阳能电池的效率达到近20%
2019年08月16日 13:41 3197次浏览 来源: 科技报告与资讯 分类: 光伏
纳米科学和纳米技术中心(C2N)的研究人员与德国Fraunhofer ISE的研究人员合作,通过在纳米结构背镜上制成205nm厚的GaAs超薄吸收层的新型太阳能电池结构,获得了接近20%的高转换效率。
到目前为止,具有20%效率的最先进的太阳能电池需要至少1微米厚的半导体材料层(GaAs,CdTe或铜铟镓硒),或者甚至40μm或更厚的硅材料层。厚度减少从而缩短了沉积时间,进而节省了诸如碲或铟等稀缺材料的用量。但是,减薄吸收剂会随之减少阳光的吸收和转换效率。电池背面的平面镜具有双向吸收通路,但其本身并不能吸收。以往的捕获光的方式使得太阳能电池在光学和电学损耗方面的性能受到很大限制。
由StéphaneCollin和Andrea Cattoni领导的研究小组的研究人员与Fraunhofer ISE合作,在纳米科学和纳米技术中心-CNN(CNRS /巴黎 - 萨克莱大学)的研究小组中开发了一种通过205nm厚的III-V族半导体砷化镓来捕获光的新方式。主要是制造纳米结构的背镜,以在太阳能电池中产生多个重叠共振,即为法布里 - 珀罗和导模共振。它们限制光在吸收器中停留更长时间,尽管材料量很少,但仍能实现有效的光学吸收。由于存在无数共振,在从可见光到红外的太阳光谱的大光谱范围内吸收得到增强。控制纳米级背镜的制造是该项目的一个关键方面。团队使用了纳米压印光刻技术,是一种廉价,快速和可扩展的技术,用于压印溶胶 - 凝胶衍生的二氧化钛薄膜。
这种超薄太阳能电池还能进一步改善性能吗?发表在Nature Energy上的研究成果表明,这种架构在短期内应能实现25%的效率。即使现在还不确定该项技术的极限是多少,研究人员仍然确信厚度可以进一步减少至少两倍而不会降低效率。GaAs 太阳能电池受成本制约在商业化应用上还存在一定限制,因此研究人员已将这一技术概念扩展到由CdTe,CIGS或硅材料制成的大型光伏器件上。
责任编辑:张雪卉
如需了解更多信息,请登录中国有色网:www.yujingqiu.com了解更多信息。
中国有色网声明:本网所有内容的版权均属于作者或页面内声明的版权人。
凡注明文章来源为“中国有色金属报”或 “中国有色网”的文章,均为中国有色网原创或者是合作机构授权同意发布的文章。
如需转载,转载方必须与中国有色网( 邮件:cnmn@cnmn.com.cn 或 电话:010-63971479)联系,签署授权协议,取得转载授权;
凡本网注明“来源:“XXX(非中国有色网或非中国有色金属报)”的文章,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不构成投资建议,仅供读者参考。
若据本文章操作,所有后果读者自负,中国有色网概不负任何责任。