日前，瑞典烏普薩拉大學(xué)的研究人員和第一太陽能公司歐洲技術(shù)中心合作，創(chuàng)造了銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池轉(zhuǎn)化率23.64%的新紀錄。相關(guān)論文發(fā)表于《自然-能源》。

目前，最好的太陽能模塊可以將22%以上的陽光轉(zhuǎn)化為電力，而太陽能電池研究的目標之一便是以合理的生產(chǎn)成本實現(xiàn)30%以上的效率。在CIGS太陽能電池中，吸收陽光的材料以黃銅礦為基礎(chǔ)，由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)和硒(Se)組成，并添加銀和鈉。其中，鈉和銣這兩種堿金屬之間的平衡以及CIGS層的組成是轉(zhuǎn)換效率高低的關(guān)鍵。

在這項研究中，科學(xué)家在CIGS層中引入了較高分量的銀，并實現(xiàn)了“曲棍球棒”形態(tài)的鎵分布，其中鎵在靠近太陽能電池背板處濃度較高，在靠近電池緩沖層的濃度較低且穩(wěn)定。這種元素分布方式減小了橫向和深度的帶隙波動，降低了開路電壓損失，最終創(chuàng)造了23.64%的轉(zhuǎn)化率新紀錄。

負責這項研究的烏普薩拉大學(xué)太陽能電池技術(shù)教授Marika Edoff說：“希望這些分析能為進一步提高電池性能打下基礎(chǔ)。對于以高可靠性著稱的CIGS技術(shù)來說，新紀錄意味著它可能為串聯(lián)太陽能電池等新應(yīng)用提供可行性替代方案。”(張楠)

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41560-024-01472-3