效率高达32.57% 美国科学家研制出一种III-V太阳能电池

作者: | 发布日期: 2021 年 06 月 08 日 10:10 | 分类: 产业资讯

美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的一组研究人员通过将砷化镓(GaAs)薄膜堆叠在带有玻璃夹层的背隙接触(IBC)硅太阳能电池上,模拟了一种四端串联的III-V太阳能电池。

该项目的主要研究人员Adele Tamboli表示:“虽然我们已经做了一些初步的微型模块集成工作,但要实现商业化,最终还需要大幅扩大尺寸,这些电池在解决几个挑战之后可以达到商业化。组件电池都已经在工业规模上进行了演示。

然而,成本仍然很高,需要降低。”科学家们解释道:“该装置的有效面积为1平方厘米,据称与在同一研究水平上建造的类似电池相比,效率更高,因为砷化镓吸收层的厚度得到了优化。如果吸收层太薄,通过顶部电池的传输将增加,而高能量的光子将在较低的电压下被底部电池收集。如果吸收层太厚,接近吸收层材料的少数载流子扩散长度,产生的载流子将过早地重新结合,光子能量会以热量的形式损失掉。”

砷化镓电池是通过金属有机气相外延(MOVPE)在砷化镓衬底上生长的。吸收层的厚度在1.5到3.5微米之间,2.4微米最佳。厚度为300微米的IBC电池由德国的哈梅林太阳能研究所(ISFH)提供。学者们表示:“通过将处理过的砷化镓电池堆叠在非晶硅底层电池上,中间有一薄层用于反转的环氧树脂,来组装串联的电池,然后将得到的电池在室温下固化24小时。”研究人员发现,当砷化镓厚度超过1.5微米时,所有用这种设计开发的四端串联电池的效率都超过了32%。一个吸收层厚度为2.8微米的电池显示出最高的顶部电池和串联效率,分别为26.38%和32.57%。研究小组强调:“虽然这里的砷化镓顶部电池的填充系数(FF)略有下降,但IBC底部电池表现出的效率比之前使用的硅异质结底部电池略高。”

来源:微锂电

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