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研究人员从现成的组件中制造出多结太阳能电池

金融 2019-12-18 16:30:17

多结太阳能电池是目前市场上效率最高的一种太阳能电池,也是生产成本最高的一种太阳能电池。在一篇概念验证的论文中,来自北卡罗莱纳州立大学的研究人员详细介绍了一种使用现成组件制造多结太阳能电池的新方法,这种方法可以降低成本,提高效率,用于多种应用。

多结太阳能电池是目前市场上效率最高的电池,它可以将吸收的45%的太阳能转化为电能。这种电池是由不同带隙的半导体叠加而成,因此可以吸收不同波长的太阳辐射。然而,这些电池比低效的太阳能薄膜要昂贵得多。

“我们希望以合理的成本制造出高效的太阳能电池,”北卡罗来纳大学电气与计算机工程杰出教授、该研究的第一作者萨拉•贝戴尔(Salah Bedair)表示。“硅基薄膜太阳能电池非常受欢迎,因为这种材料的效率约为20%,而电池的成本约为多结太阳能电池的十分之一。其他低成本、低效率的材料也越来越受欢迎。如果我们能够利用现有的技术制造出层叠式太阳能电池,我们就离实现目标不远了。”

然而,你不能仅仅将不同的太阳能电池堆叠在一起——不同的材料在结构上是不兼容的,因此电荷不能通过它们被收集。为了解决目前多结太阳能电池的这一问题,大量掺杂的金属被用来在不同的层之间建立隧道结——这给多结太阳能电池的制造增加了巨大的成本和复杂性。

Bedair和他的团队开发了一种更简单的方法,利用金属间键合来连接由不同材料制成的太阳能电池。在概念验证中,研究小组将现成的砷化镓太阳能电池堆在硅太阳能电池上。

Bedair说:“在多结太阳能电池中,隧道结通过充当金属间的连接来实现电力连接。”在我们的体系中,铟是实现这一目标的捷径。单个细胞现有的金属触点被铟薄膜覆盖。铟薄膜在室温低压下容易粘结。结果是一种由两种不同材料制成的太阳能电池,这两种材料通过机械堆叠和电连接在一起。

“有了这项技术,我们可以利用廉价的现成解决方案,而不必开发所有新技术。制造商只需对现有产品稍作调整,就能提高多结太阳能电池的效率,而无需开发新产品。”

6月19日,在美国伊利诺斯州芝加哥举行的IEEE光静力学专家会议上,一篇题为“从现成的单个电池中获得多结太阳能电池的新方法:GaAs/Si”的论文发表。

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