德国弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所ISE再次创下新记录,其基于硅的III-V族单片三结太阳能电池的转换效率达到了35.9%。
新的单片三结太阳能电池,特别是III-V // Si串联太阳能电池,在地面AM1.5g光谱下测得转换效率为35.9%,创造了新的世界纪录,这证明了硅基串联光伏的潜力。
新的太阳能电池由III-V半导体层构成的,该层在原子级别上连接到了硅子电池,从外观上看,该电池类似于传统的双端太阳能电池,但其效率与NREL、CSEM和EPFL在2017年联合发布的具有机械堆叠结构的最佳四端太阳能电池相同。并且顶部子电池发出红色光,这表明材料质量出色,电池的纳米结构背面闪烁着彩虹色。
弗劳恩霍夫ISE III-V光伏与集中器技术系的博士生Patrick Schygulla指出:“在中间电池中使用新型化合物半导体(GaInAsP)是我们成功实现更高效率值的关键一步。新材料使我们能够进一步改善电荷载流子的寿命,从而获得更高的电池电压很高兴看到我们的材料开发成功地促进了III-V // Si三结太阳能电池的改进。”
新型高效III-V // Si串联电池可能会被用于电力驱动的飞机和无人机,其中单位面积的发电量起着重要作用。如今,新电池的生产成本仍高于传统的单结晶体硅太阳能电池,这是由于III-V层的复杂外延步骤以及制造电池还需要许多其他复杂的半导体工艺。 Fraunhofer ISE的研究人员正在努力工作,以降低生产成本,从而促进光伏市场的发展。
Fraunhofer ISE教授安德烈亚斯·贝特(Andreas Bett)说:“在硅上结合III-V半导体材料是我们追求串联结构的方法之一,目的是实现更高太阳能电池效率。使用文章里介绍的太阳能电池类型制造光伏组件,还需要几年的时间才能上市。但是,在光伏快速发展的背景下,这是一条非常重要并具有前瞻性的道路,这对于可持续能源发展是必不可少的。”