薄膜太阳能电池有效率的原因

12 11月 2013

2013-11-12 12:24

许多年以来，科学家和工程师一直在通过开发廉价的太阳能电池，既高效又容易制造，让它能够大量生产，从而设法提供低成本太阳能。如今由瑞士联邦材料科学和技术研究所(Empa)的科研人员Ayodhya N. Tiwari领导的一个研究组已经迈出了一大步：这组科研人员报告了一种CIGS太阳能电池的新型制造技术，该技术把微量的钠和钾引入了CIGS层中。这种特殊的处理改变了这个复杂三明治结构的化学组成——因此也就改变了它的电属性，这被包括详细的电子显微镜研究等各种方法证实。这种新方法的细节已经以“网络先行发表”的方式发表在了著名的《自然材料》杂志上。

利用这种技术，瑞士联邦材料科学和技术研究所(Empa)的科研人员又一次能够利用柔性塑料膜上的CIGS薄膜太阳能电池显著增加从阳光到电力的能量转化效率——达到了20.4%的新纪录，这代表了2011年5月这个研究组创造的18.7%的此前纪录的一个重大改进。这终于让CIGS电池能够与最好的多晶硅电池竞争。直到最近，瑞士联邦材料科学和技术研究所(Empa)的CIGS电池是世界上最有效率的；但是在10月底，德国斯图加特的太阳能和氢能研究中心(ZSW)的一个德国研究组公布了效率达20.8%的CIGS电池，尽管他们使用了远远更高的处理温度和(刚性的)玻璃作为衬底。这个略微改善的纪录表明CIGS薄膜电池技术是“热门”课题——而瑞士联邦材料科学和技术研究所(Empa)正处于这个前沿。