新型銅銦鎵硒太陽能電池能效創(chuàng)紀錄

科技日報2024年2月28日報道，瑞典烏普薩拉大學和第一太陽能歐洲技術中心科學家攜手，研制出一款新型銅銦鎵硒（CIGS）太陽能電池，其能源轉(zhuǎn)換效率高達23.64%，創(chuàng)下同類太陽能電池能效新紀錄。相關論文發(fā)表于最新一期《自然·能源》雜志。

國際能源署數(shù)據(jù)顯示，太陽能電池的部署量在全球范圍內(nèi)迅速增長，2022年太陽能發(fā)電量占全球電力超過6%。晶硅是太陽能電池中使用最廣泛的材料，目前由晶硅制成太陽能電池最多可將逾22%的陽光轉(zhuǎn)化為電力，這種太陽能電池成本低廉且性能比較穩(wěn)定。

研究人員希望以合理的生產(chǎn)成本獲得30%以上的光電轉(zhuǎn)換效率，由此開始關注CIGS等更高效的串聯(lián)太陽能電池。但串聯(lián)太陽能電池成本太高，迄今無法大規(guī)模生產(chǎn)和部署。

最新研制出的CIGS太陽能電池包含一塊玻璃板，玻璃板上覆蓋了幾個不同的層，每個層都具有特定功能。吸收陽光的材料由銅、銦、鎵和硒化物組成，并添加了銀和鈉。材料被置于太陽能電池內(nèi)，位于金屬鉬和透明的玻璃板之間。為使太陽能電池在分離電子方面盡可能高效，研究團隊用氟化銣處理了CIGS層。研究人員表示，鈉和銣這兩種堿金屬之間的平衡，以及CIGS層的組成是提高轉(zhuǎn)換效率的關鍵。

CIGS太陽能電池能效此前的世界紀錄是23.35%，由日本Solar Frontier公司創(chuàng)造，再之前是德國巴登符騰堡太陽能和氫能源研究中心創(chuàng)下的紀錄22.9%。