多层太阳能电池转换效率高达41.1%

2010-11-03 10:31 来源: 中国科学院
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  10月27日,德国弗劳恩霍夫协会在布鲁塞尔领取了欧洲技术与研究组织协会(EARTO)颁发的2010年创新奖。EARTO是欧洲研究和技术组织的行业协会,其颁发的创新奖旨在表彰研究和技术组织推动了经济和社会进步的研究工作。

  此次获奖的研究工作来自于弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(ISE)。该所的安德烈亚斯·贝特(Andreas Bett)博士和他的团队研发出了效率几乎是传统硅太阳能电池两倍的太阳能电池。这种电池采用了太阳能电池堆叠技术,使整个太阳光谱都可用于能源生产。

  目前在实验室所研发的硅基太阳能电池中,单晶硅电池的最高转换效率为29%,而ISE实现了41.1%的效率,这是继2007年美国的Spectrolab有限公司研制出效率达40.7%的太阳能电池后又一具有里程碑意义的纪录。

  为实现这一目标,ISE的研究人员改进了多层太阳能电池的堆叠。这种电池内部的三个子电池由Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体(指元素周期表中的Ⅲ族与Ⅴ族元素相结合生成的化合物半导体,主要包括镓化砷、磷化铟和氮化镓等)相互叠加而成,每个子电池能够特别有效地转化一定波长范围内的太阳光。这些高效的电池被安装在可集中太阳光强度500倍的集中器里。经ISE自2006年以来不断的改进,这种阳光集中器内的金属结构已经可以传输较大电流,并且自身电阻较低,尺寸也非常小,不会阻挡阳光的穿透。

  为了使这项技术迅速从实验室走向工业化,ISE研究所还专门建造了一个示范试验室,用来展示它们在工业中如何应用。而从ISE分离出来的Concentrix太阳能公司所生产的集中器系统,已经在西班牙太阳能电厂的应用中帮助实现了太阳能并网发电25%的系统效率。