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柔性太阳能电池再次刷新纪录!光转化为电能的效率提高至21.4%

前瞻网    2021-09-09 09:26

 

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将太阳能电池制成又薄又软的薄膜,不仅可能开辟可再生能源发电的新可能性,而且还有利于降低制造成本。瑞士一个科学家团队一直在努力将该技术的效率提高到刚性太阳能电池的水平,并朝着这一目标又迈出了一步,创下了21.4%的新纪录。

这项研究是在瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)进行的,科学家花费了数年时间来研发被称为CIGS的柔性太阳能电池,这种电池由铜、铟、镓和硒制成。这只是少数几个处于主流开发阶段的薄膜太阳能电池,具有极其灵活的应用场景。

表现最好的非柔性太阳能电池,由晶体硅制成,可以将光转化为电能,效率高达26.7%,但CIGS柔性太阳能电池还没有达到这一水平。Empa团队在1999年创下了12.8%的效率记录,2005年14.1%,2010年17.6%,2011年18.7%,2013年20.4%,2019年20.8%。

这是一条漫长的道路,但团队现在又有了一个突破,离终点更近了一点。为了达到这种效果,科学家们使用了一种叫做低温共蒸发的技术,在一层薄薄的聚合物层上生长了一层半导体薄膜。通过调整薄膜的成分和碱掺杂剂使其具有电性能,该团队能够提高其光伏性能。

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的科学家们独立验证了这种太阳能电池21.38%的效率,并在几个月的时间里保持稳定。这项工作标志着Empa科学家和CIGS电池的又一项纪录,不过,通过与钙钛矿等其他光活性材料结合,其他类型的柔性电池达到了更高效率。去年,一种所谓的串联电池,也可以被划分柔性薄膜上,达到了24.16%的效率。

在研究柔性太阳能电池的商业应用时,科学家们设想将其应用于屋顶、建筑立面、移动电子设备、飞机和地面车辆上。除了更轻、能附着在弯曲或复杂的表面外,这些电池还适合更便宜的批量制造,这可能有助于降低可再生能源的整体成本。

Empa的科学家们在本周举行的第38届欧洲光伏太阳能会议和展览上展示了其最新成果。

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责任编辑: 4150ZYN

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