兩種新型太陽能電池打破三項紀錄:包括最高效率紀錄
據外媒報導,太陽能電池在通往最高效率的道路上正在不斷改進中。現在,兩種不同的太陽能設備已經打破了三項記錄,其中一項則是能將最高的太陽能轉換效率提升到50%。這項最高榮譽由國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory,以下簡稱NREL)的研究人員獲得,他們開發了一種新的太陽能電池,其效率高達47.1%。
這使得其成為了世界上最高效的太陽能電池–至少目前是這樣。
據了解,這款設備即六-接合點III-V太陽能電池,其由六種不同類型的光敏層組成。每一種是由不同的III-V材料組成,以它們在元素週期表上的位置命名,這些材料從光譜的不同部分收集能量。據悉,該太陽能電池比人的頭髮還薄,總共約有140層。
同樣值得注意的是,這個紀錄是在光聚焦下被打破的,此時的光強度是自然光強度的143倍。雖然這種設計的效率在實際應用中會明顯下降,但研究團隊表示,這種設備可以用一面鏡子將陽光聚焦到電池上。
另外,該研究小組還測試了這種電池在相當於一個太陽的光照下的變化,此時該電池仍能達到39.2%的效率記錄。
在另外一項研究中,來自柏林亥姆霍茲中心(HZB)的研究人員打破了一項不同的效率記錄,該團隊打造的是一種新型串聯太陽能電池。串聯太陽能電池是指具有兩種不同類型的光敏層電池。在這個設備中,一層是鈣鈦礦,一層是銅、銦、鎵和硒的混合物–研究小組稱其為CIGS。
其中,CIGS層的厚度在3到4微米之間,覆蓋在表層的鈣鈦礦層厚度則只有0.5微米。這兩種材料配合得非常好,因為鈣鈦礦可以收集可見光,而CIGS可以收集紅外線。為了改善兩層之間的接觸,研究小組在它們之間添加了一層銣原子。
通過這種方法,團隊讓電池的峰值效率達到24.16%。雖然它效率沒有矽-鈣鈦礦層疊電池那麼高,但考慮這事第一個鈣鈦礦-CIGS疊層電池,這也算是一個很好的開始。此外,這項技術的厚度意味著可以生產出柔性的太陽能組件,這種組件將會非常輕、抗輻射穩定,它將非常適合在太空中應用。