六结III–V太阳能电池,效率高达47.1%

作者:光伏协会    浏览:5    发布时间:2020-4-14 10:59:23

美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)研究人员最近研发了一种六结III–V太阳能电池,在1 -Sun光照强度下,电池转换效率可达到39.2%,而在143 Suns的光照强度下,其电池转换效率可达到47.1%。

 最近的研究成果发布在《自然》杂志上

这种电池由6层III–V半导体合金制成的光敏层组成,每层都可以捕获来自太阳光谱的特定部分的光。研究人员表示,虽然这种电池各种材料加起来约有140多层,但实际上厚度却只有人的头发丝的三分之一。报告还显示,如果在该结构内进一步减小串联电阻,甚至可以使实际使效率超过50%。

论文摘要

要开发这种多结电池,必须使晶格不匹配的III–V合金中的原子排列位错最小化,防止亚稳的III–V合金中的相偏析,并了解掺杂剂在复杂结构中的扩散,难度是非常大的。

去年6月,NREL的研究人员还曾与韩国高级科学技术研究院的科学家合作开发了一种利用可重复使用的锗衬底生产砷化镓(GaAs)太阳能电池的方法。 

NREL过去曾与总部位于芝加哥的Microlink Devices合作生产了三结电池,其转换效率达到了创纪录的37.75%。

III-V族化合物,是元素周期表中III族的B,Al,Ga,In和V族的N,P,As,Sb形成的化合物,主要包括砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和氮化镓等。

迄今为止,根据III-V族化合物生产太阳能电池的成本仍居高不下,因此这些重量轻、效率高的材料常常应用于无人机、卫星等高尖端领域,进一步降低此类技术的成本成了当下最紧迫的问题。