日本研制出非硅系高光电转换率太阳能电池
时间:2017-12-08

   日本研制出了非硅高光电转换率的太阳能电池

  日本工业技术研究院7月16日发布的新闻稿称,研究所的太阳能研究中心研制出一种新型的太阳能电池,重量轻,体积小,灵活,最重要的是太阳能够高效地将光转换成电能使CIGS薄膜的可弯曲太阳能电池的光电转换效率从17.5%提高到17.7%,因此这一研究成果被称为行业的技术飞跃。

  据介绍,这种太阳能电池的核心光电转换层是由铜,铟,镓,硒半导体材料合成的铜铟镓硒(CIGS)薄膜。这种半导体材料具有转换率高,不易老化,耐用,耐辐射等特点。更重要的是,使用CIGS薄膜作为光电转换层,它的厚度可以达到几微米,从而大大缩小了太阳能电池的尺寸。另外,由于它非常薄,所以材料可以制成可以弯曲的太阳能电池,可以应用于墙壁和物体的不平坦表面,显示出非常广阔的应用前景。

  然而,用CIGS材料进行单光电转换的效率不能满足需要。因此,研究人员尝试了各种方法来提高光电转换效率。最终,研究人员通过在基底上铺设稳定的硅酸盐玻璃层来解决这个问题。碱性化合物硅酸盐玻璃层位于CIGS材料层和衬底之间,可以极大地促进CIGS材料层的能量转换。测试结果表明,该改性太阳能电池的有效面积效率(由除太阳能电池的受光面积之外的实际转换效率转换为网格电极)达到17.7%,创造了世界纪录。此前全球的能源转换效率可以达到12%以上的太阳能电池,但只有两三个例子。

  此外,为了配合这种新型太阳能电池的生产,帝人日本还开发了一种新的工艺,可以将用作CIGS电池基板的高分子材料直接形成在玻璃板上。在这种玻璃上CIGS电池在电路板上制造后,与CIGS材料紧密结合的聚合物基板可以很容易地直接剥离,大大降低了电池制造的难度。

  下一步的研究目标是将这种提高光电转换效率的技术应用到与实际尺寸相对应的太阳能电池组件上。