三結復合太陽能電池結構,來源:夏普公司
夏普公司已經取得世界最高非聚光太陽能電池轉換效率,就是36.9%,他們使用的是一種三結復合太陽能電池,這種太陽能電池具有堆疊式三層結構。
三結復合太陽能電池采用光子吸收層,制備這種吸收層采用的化合物包含兩種或更多的元素,比如銦(indium),鎵(gallium)。由于它們的轉換效率高,這種復合太陽能電池主要用于太空衛星。
太陽能光子能量的波長分布和三結太陽能電池的波長靈敏度,來源:夏普公司
自2000年以來,夏普一直追求研究和開發三結復合太陽能電池,實現了很高的轉換效率,采用堆疊的三個光子吸收層。2009年,夏普成功地提高電池轉換效率,達到35.8%,采用專用技術,可有效地制備堆疊式三層結構,用銦鎵砷化物(InGaAs:indium gallium arsenide)作為底層。
最近這次增加轉換效率,是通過提高太陽能電池的最大輸出功率取得的,因為降低了連接區的電阻,這些連接區是連接串聯太陽能電池各層所必須的。
夏普取得這一最新突破,源自一項研發規劃,這項規劃的推動者是日本新能源和工業技術開發組織(NEDO:New Energy and Industrial Technology Development Organization),主題是“研究和開發創新的太陽能電池”。測量數值是36.9%,這創造了新紀錄,是世界上最高的非聚光轉換效率,已經被國家先進工業科技研究所(AIST:National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)證實。
在未來,這些工藝可以把超薄光伏層轉移到薄膜基材上,制成輕便、柔性太陽能電池。在未來幾年,夏普公司的目標是充分利用這項最新開發成果,用于聚光型太陽能電池,也用于一些實際應用,比如空間衛星和飛行器,以及陸地車輛。
本文為麻省理工《科技創業》原創文章,未經書面許可,嚴禁轉載使用。