日前，瑞典烏普薩拉大學(xué)太陽能電池研究人員和第一太陽能公司歐洲技術(shù)中心合作，在學(xué)術(shù)期刊《自然—能源》發(fā)表成果，將銅銦鎵硒（CIGS）太陽能電池發(fā)電量實(shí)現(xiàn)了23.64%的效率，創(chuàng)下新紀(jì)錄。
根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，全球太陽能電池的部署量正在迅速增長(zhǎng)，2022年太陽能發(fā)電量占全球電力超過6%。
太陽能電池最重要的特性是吸收光的能力和將能量輸送到電氣負(fù)載的能力，即減少太陽能在電池內(nèi)部被轉(zhuǎn)化為熱能造成的能量損耗。
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(biāo)之一，是以合理的生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)30%以上的效率。
CIGS薄膜技術(shù)是一種具有競(jìng)爭(zhēng)力的獨(dú)立太陽能電池替代品，該技術(shù)還具有在其他情況下也能發(fā)揮作用的特性，例如串聯(lián)太陽能電池的底部電池。
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（故縮寫名為CIGS），并添加了銀和鈉。
為了提高分離電子的效率，這層材料須經(jīng)氟化銣處理，然后放置在電池的透明玻璃面板與金屬鉬背板之間，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)換效率的關(guān)鍵。
因此，研究人員在CIGS層中引入了較高份量的銀，并實(shí)現(xiàn)了“曲棍球棒”形態(tài)的鎵分布，其中鎵在近背板處濃度較高，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(dòng)，降低了開路電壓損失，從而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化率23.64%的新紀(jì)錄。
該文對(duì)太陽能電池進(jìn)行了全面的材料和電學(xué)分析，并與此前同類型太陽能電池的紀(jì)錄進(jìn)行了比較。
“希望這些分析能為進(jìn)一步提高電池性能提供基礎(chǔ)。對(duì)于以高可靠性著稱的CIGS技術(shù)來說，新紀(jì)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?！必?fù)責(zé)這項(xiàng)研究的烏普薩拉大學(xué)太陽能電池技術(shù)教授Marika Edoff稱。
