日前，瑞典烏普薩拉大學太陽能電池研究人員和第一太陽能公司歐洲技術中心合作，在學術期刊《自然—能源》發(fā)表成果，將銅銦鎵硒（CIGS）太陽能電池發(fā)電量實現(xiàn)了23.64%的效率，創(chuàng)下新紀錄。
根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，全球太陽能電池的部署量正在迅速增長，2022年太陽能發(fā)電量占全球電力超過6%。
太陽能電池最重要的特性是吸收光的能力和將能量輸送到電氣負載的能力，即減少太陽能在電池內部被轉化為熱能造成的能量損耗。
目前最好的太陽能模塊可以將22%以上的陽光轉化為電力，而太陽能電池研究的目標之一，是以合理的生產成本實現(xiàn)30%以上的效率。
CIGS薄膜技術是一種具有競爭力的獨立太陽能電池替代品，該技術還具有在其他情況下也能發(fā)揮作用的特性，例如串聯(lián)太陽能電池的底部電池。
CIGS太陽能電池中，吸收陽光的材料以黃銅礦為基礎，由銅（Cu）、銦（In）、鎵（Ga）和硒（Se）組成（故縮寫名為CIGS），并添加了銀和鈉。
為了提高分離電子的效率，這層材料須經(jīng)氟化銣處理，然后放置在電池的透明玻璃面板與金屬鉬背板之間，其中鈉和銣這兩種堿金屬之間的平衡以及CIGS層的組成是轉換效率的關鍵。
因此，研究人員在CIGS層中引入了較高份量的銀，并實現(xiàn)了“曲棍球棒”形態(tài)的鎵分布，其中鎵在近背板處濃度較高，在靠近電池緩沖層的濃度較低且穩(wěn)定。這種元素分布方式減小了橫向和深度的帶隙波動，降低了開路電壓損失，從而實現(xiàn)了轉化率23.64%的新紀錄。
該文對太陽能電池進行了全面的材料和電學分析，并與此前同類型太陽能電池的紀錄進行了比較。
“希望這些分析能為進一步提高電池性能提供基礎。對于以高可靠性著稱的CIGS技術來說，新紀錄意味著它可能為串聯(lián)太陽能電池等新應用提供可行性替代方案。”負責這項研究的烏普薩拉大學太陽能電池技術教授Marika Edoff稱。
