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多结太阳能电池效率达36.1%，创下新高
2023/10/23 13:51:33 材料来源：ACT
硅“TOPCon”太阳能电池结合了GaInP和GaInAsP，以及一层金属/聚合物纳米涂层
德国弗劳恩霍夫太阳能研究所（Fraunhofer Institute for Solar Energy Research ISE）和荷兰NWO-Institute AMOLF的一组研究人员制造出了一款多结太阳能电池，其效率高达36.1%，是迄今为止硅基太阳能电池所能达到的最高效率。
2023年9月21日，欧洲光伏太阳能会议（EU PVSEC）在里斯本举行，会上该团队展示了这一新记录。该研究项目由弗劳恩霍夫ICON计划资助。
创下新纪录的太阳能电池结合了“硅TOPCon”太阳能电池（弗劳恩霍夫太阳能研究所开发的一款新型高效电池设计），以及同样由弗劳恩霍夫太阳能研究所开发的两个半导体层，其中两个半导体层分别由GaInP和GaInAsP组成。然后，在层堆上镀上一层专门设计的金属/聚合物纳米涂层，该涂层由AMOLF设计，并由AMOLF和弗劳恩霍夫太阳能研究所共同制造。新型太阳能电池的背反射器改善了其内部的光捕获，首次将其效率提高到36%以上。
新应用
与效率高达27%的传统硅太阳能电池相比，目前这种太阳能电池的制造成本更高。不过，多结电池效率极高，对可用空间有限、必须在小范围内产生大量太阳能的应用领域来说是一大优势。例如，潜在应用有：太阳能电动汽车、消费类产品、无人机。全新光管理设计也适用于其他类型的太阳能电池，如硅-钙钛矿多结太阳能电池。
该项目AMOLF部分的领导人Albert Polman报告说：“2020年，弗劳恩霍夫太阳能研究所和AMOLF开展了特别合作，这一新纪录便是此次合作的成果。在制造基于硅和III-V半导体（如GaInP或GaAs）的超高效率太阳能电池方面，弗劳恩霍夫团队享誉全球。AMOLF团队在优化太阳能电池光管理方面积累了多年经验。在这个项目中，我们将这些知识融会贯通，取得了独一无二的成果。该太阳能电池在弗莱堡和阿姆斯特丹之间往返，进行不同的加工步骤，从而构建出完整的太阳能电池。”
弗劳恩霍夫太阳能研究所的Frank Dimroth补充道：“两个团队的研究人员将现有的最佳工艺结合起来，共同创造硅基多结太阳能电池效率的新纪录，这是一项伟大的成就。AMOLF的新型背反射器和弗劳恩霍夫的改进型GaInAsP中间电池都为这一杰出成果做出了贡献。”
参考文献
- 'Nano-patterned back-reflector with engineered near-field/far-field light scattering for enhanced light trapping in silicon-based multi-junction solar cells' by A. Cordaro et al; ArXiv2305.16462
- 'Wafer-bonded two-terminal III-V//Si triple-junction solar cell with power conversion efficiency of 36.1 % at AM1.5g' by P. Schygulla teal: Proc. EUPVSEC Conference, Lisbon, Progr. Photovolt. (2023)
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