多结太阳能电池既是当今市场上最高效的太阳能电池

2019-10-10 10:51:25

多结太阳能电池既是当今市场上最高效的太阳能电池,又是生产成本最高的太阳能电池。在概念验证论文中,北卡罗莱纳州立大学的研究人员详细介绍了一种使用现成组件创建多结太阳能电池的新方法,从而可以降低用于多种应用的低成本高效率太阳能电池。

目前,多结或堆叠式太阳能电池是市场上效率最高的电池,可将吸收的太阳能的45%转换为电能。这些电池是通过将具有不同带隙的半导体堆叠在一起而构成的,从而使该电池可以吸收不同波长的太阳辐射。但是,与效率较低的太阳能薄膜相比,这些电池的生产成本要高得多。

“我们希望以合理的成本制造出高效的太阳能电池,”该研究的主要作者,北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程专业教授Salah Bedair说。“基于硅的薄型太阳能电池非常受欢迎,因为该材料的效率约为20%,其成本约为多结太阳能电池成本的1/10。其他低成本,低效率的材料也越来越受欢迎。如果我们可以使用这种现有技术来制造堆叠式太阳能电池,我们将很顺利地实现我们的目标。”

但是,您不能仅将不同的太阳能电池彼此堆叠在一起-不同的材料在结构上是不兼容的,因此电荷无法通过它们收集。为了解决当前多结太阳能电池中的问题,使用重掺杂金属在各层之间创建隧道结-大大增加了成本,并增加了多结太阳能电池的制造复杂性。

Bedair和他的团队开发了一种更简单的方法,利用金属间结合来结合由不同材料制成的太阳能电池。在概念验证中,研究小组将现成的砷化镓太阳能电池堆叠在硅太阳能电池之上。

Bedair说:“在多结太阳能电池中,隧道结通过充当金属对金属的连接而实现电连接。” “在我们的系统中,铟是实现此目的的捷径。单个电池的现有金属触点上覆盖有铟膜。铟膜在室温下,低压下很容易与自身结合。结果是由两个机械堆叠并电气连接的不同材料。

“通过这项技术,我们无需开发所有新技术就可以利用廉价的现成解决方案。制造商只需对现有产品稍作调整即可提高其在多结太阳能电池中的效率,而不必创造新产品。”

6月19日在伊利诺伊州芝加哥举行的IEEE光电专家会议上,发表了论文“一种从现成的单个电池中获取多结太阳能电池的新方法:GaAs / Si”。北卡罗莱纳州立大学的研究生布兰登·哈加尔(Brandon Hagar)和研究助理教授彼得·科特(Peter Colter)是该论文的合著者。这项工作得到了美国国家科学基金会的资助,资助号为1665211。

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