硅薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)化率世界紀錄被刷新

    一個由日本多家研究機構(gòu)人員組成的研究小組日前宣稱，他們開發(fā)出的一種三結(jié)薄膜硅太陽能電池獲得了13.6%的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化效率，成功打破了此前報道的13.44%的世界紀錄。研究人員稱，如果進行一些合理化改進，其效率可達14%以上。相關論文發(fā)表在《應用物理快報》雜志上。

    該研究小組由日本最大的幾個研究中心抽調(diào)的人員組成，其中包括先進工業(yè)科學和技術研究所（AIST）、光伏發(fā)電技術研究協(xié)會（PVTEC）、夏普、松下和三菱。

    AIST研究員佐井田村說，新研究獲得了兩個重要成果。一是開發(fā)出具有先進光捕獲能力的薄膜硅太陽能電池；二是在只有4微米厚的微晶吸收層上實現(xiàn)了每平方厘米34.1毫安的光電流密度。

    太陽能電池的效率有多種不同類型，通常不同類型效率之間很難進行直接比較。這個研究使用的是穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）。

    佐井田村指出，太陽能電池只要暴露在光照、濕度、溫度等條件下，轉(zhuǎn)換效率就會發(fā)生一定程度的衰減，因此大多數(shù)太陽能電池都通過“初始”效率來進行評價。如果電池是像晶體硅這樣的材料，性能上還相對穩(wěn)定；而如果涉及無定形硅即非晶硅，情況將完全不同，在經(jīng)過暴曬后其導電性能會顯著衰退，這種特性被稱為SWE效應。

    許多因素都可能導致光誘導降解硅太陽能電池，一種應對措施是在襯底采用蜂窩結(jié)構(gòu)。此前蜂窩狀紋理大多用于單結(jié)太陽能電池，其僅由一個半導體材料制成，只吸收一個波長的光。而在新研究中，科學家發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)同樣可用于多結(jié)太陽能電池，這類電池可以吸收多個波長的光，比單結(jié)電池具有更優(yōu)異的陷光性能。為進一步提高效率，他們還對蜂窩紋理進行了精細的控制，并加入了一種蛾眼結(jié)構(gòu)的防反射膜。

    為了作出公正的比較，研究人員對暴露在陽光中一段時間的太陽能電池進行測試。結(jié)果表明，這種電池的初始效率可達14.5%，穩(wěn)定效率也有13.6%。

    盡管刷新了一項新的紀錄，研究人員認為該電池還有很大的改進空間，在提高太陽能電池頂部層的性能，并解決光譜失配問題之后，其穩(wěn)定效率將有望突破14%。