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薄膜太阳能电池光电转化率创新高

据报道,瑞士材料科技联邦实验室(Empa)一个研究小组开发出一种新的薄膜太阳能电池,以CIGS(铜铟镓硒)为光电转换材料,用柔软灵活的高分子聚合物作衬底,其光电转化率达到20.4%。而此前的世界纪录是该研究小组在2011年5月实现的18.7%。

为了大规模生产人们用得起的太阳能电池,全世界科学家一直致力于开发低成本太阳能电池,同时还要高效率、高产量、易于制造。CIGS在太阳能电池中极具成本效益优势。最近,瑞士材料科技联邦实验室薄膜与光伏实验室的阿约提亚·蒂瓦里研究小组,成功地改进了CICS层的性质,使其能在更低温度下生长,终于使光电转换率提高到20.4%。

这一效率值由德国弗劳恩霍夫太阳能系统(ISE)研究所鉴定,甚至超过了玻璃基底的CICS太阳能电池(20.3%),已经相当于多晶硅太阳能电池的最高效率。蒂瓦里说:“我们正在弥补薄膜太阳能电池和硅晶太阳能电池之间的效率鸿沟。”

研究人员指出,最早的世界纪录是他们在1999年实现的12.8%,2005年为14.1%,2010年为17.6%,到2011年达到18.7%。迄今为止,他们已将柔性CIGS太阳能电池的光电转化率提高了近一倍。“柔性CICS太阳能电池的这一系列纪录,可以和最好的多晶硅太阳能电池性能相比。”瑞士材料科技联邦实验室主管吉安-卢卡·波纳说。

对许多应用领域而言,超薄、轻质、柔韧灵活的高性能太阳能组件极有吸引力,如太阳能发电厂、太阳能的屋顶和建筑表面、汽车、便携电子设备等。它还可以用连续的“卷对卷”工艺来制造,使成本进一步降低到和标准硅晶电池技术差不多的水平。

“下一步是与工业伙伴合作扩大该技术规模,以‘卷对卷’制造工艺的成本效益优势占领大片市场。”波纳说。为了这一目标,他们正在和一家名为Flisom的新创公司合作,将以工业化方式生产柔性CICS太阳能电池。

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