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《自然·能源》:硅太阳能电池光电转换率首超26%
更新日期:2017-04-07  

  英国自然·能源杂志320日在线发表的一项研究成果(Silicon heterojunction solar cell with interdigitated back contacts for a photoconversion efficiency over 26%, Nature Energy, 2017, DOI: 10.1038/nenergy.2017.32),报告了首个光转换效率突破26%的硅太阳能电池。经认证,这种电池实现了26.3%的转换效率,表明硅太阳能电池的效率达到了历史新高,更多效率更高的硅太阳能电池板也将在未来问世。 

  据估计,到2050年,光伏电力将承担全球一次能源需求的20%以上。然而,提高硅太阳能电池光电转换率是进一步部署光伏电力的关键步骤。根据该论文,此前最高的光转换效率记录在2014年由日本松下公司的研究人员创造,在144 cm2的面积上达到了25.6%的光转换效率。 

  硅太阳能电池的理论效率约为29%,因为在入射光的能源中,20%30%为透射损失,约30%为量子损失,约10%为载流子复合、表面反射损失及串联电阻损失等。 

  此次,日本钟化公司(Kaneka)吉河训太(Kunta Yoshikawa)及其同事使用工业兼容的工艺来制造单晶硅太阳能电池,其设计能同时增加电池的阳光吸收和电流转换。这款电池采用非硅(a-Si)、晶硅、改良异质结技术、CVD技术、光学管理与电极技术等方式,成功提高电池的转换效率。他们将此前的光转换效率记录(25.6%)提高了2.7%,在180.4 cm2的面积上达到了26.3%。最后,作者提出了一种实现硅太阳能电池的理论转换效率极限(29.1%)的方法。 

图来源:Kaneka / Nature Energy

  研究团队表示,尽管该研究打破了硅太阳能电池的光转换效率纪录,但将单个电池组装成商业上可行的太阳能电池板还需要进一步的工作。 

        (摘自:中国科学报