乌普萨拉大学在CIGS太阳能电池上创下纪录

乌普萨拉大学是CIGS太阳能电池发电的新世界纪录保持者。新的世界效率纪录为23.64%。这项测量由一家独立机构完成，结果发表在期刊《自然能源》上。

该纪录是First Solar公司欧洲技术中心（前身为Evolar）与乌普萨拉大学太阳能电池研究人员的合作成果。

乌普萨拉大学太阳能电池技术教授、研究负责人Marika Edoff表示：“我们对CIGS太阳能电池和近期生产的其他太阳能电池进行了测量，测量结果都在独立测量的误差范围之内。测量结果也将用来对我们自己的测量方法进行内部校准。”

之前的世界纪录是23.35%（日本Solar Frontier），在此之前是22.9%（德国ZSW）。乌普萨拉大学曾是纪录保持者，第一次创下纪录是在20世纪90年代的Euro-CIS研究合作中。

Marika Edoff表示：“我们还一度保持串联原型的纪录。尽管我们长久以来一直保持着电池纪录，但我们通常仅落后于最佳结果，当然还有许多相关方面需要考虑，例如扩展到大规模工艺的潜力，在这方面我们一直走在前列。”

23.64%的世界纪录由德国独立研究所Fraunhofer ISE测得。这篇学术论文对太阳能电池进行了全面的材料分析和电学分析，并与其他研究机构先前在同类太阳能电池上创下的纪录进行了比较。

Marika Edoff表示：“我们的研究表明，CIGS薄膜技术是一项具有竞争力的独立太阳能电池替代技术。该技术还具有一些特性，可在其他情况下发挥作用，例如串联太阳能电池的底部电池。”

为了进一步了解效率与太阳能电池结构之间的关系，我们采用了几种先进的测量方法：在隆德的MAX IV实验室中，利用nano-XRF（X射线荧光光谱）对太阳能电池的材料进行了表征，并进行了周密的成分分析。

利用高分辨率透射电子显微镜（TEM）来研究太阳能电池的横截面，包括随深度变化的成分、晶粒是如何形成的、各层之间的界面。通过光致发光，研究了太阳能电池受激光激发后发出光的光谱，以此了解太阳能电池对内部电子的处理情况。与发光微弱的太阳能电池相比，发光明亮的太阳能电池内部热量损失较少。最后，还利用电气测量方法分析了CIGS材料的掺杂情况。

参考文献

Keller, J., Kiselman, K., Donzel-Gargand, O. et al. High-concentration silver alloying and steep back-contact gallium grading enabling copper indium gallium selenide solar cell with 23.6 per cent efficiency. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01472-3