由美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)领导的科学家团队为太阳能电池效率创造了新的世界记录,并用由三层III-V材料组成的细胞达到39.5%。
新纪录比NREL的先前标记为39.2%,它仅使用三个连接,而不是六个连接。该单元在最近的乔尔纸“三连接太阳能电池具有39.5%的陆地和34.2%的空间效率,可通过厚量子井超级晶格实现。”
新的太阳能电池使用倒变的变质多函数(IMM)细胞,并具有三个“交界处”或产生对光反应的电流的层。研究人员使用了甘油三层(Gainas),砷耐加仑(GAAS)和甘油磷脂(GALNP)的层层。
NREL最近在“ Quantum Wells”上进行的工作对这一技术很重要,因为它使其能够更好地量身定制每一层以吸收其他部分的太阳光谱。
“虽然GAAS是一种出色的材料,并且通常用于III-V多孔单元中,但对于三结电池来说,它没有完全正确的带隙,这意味着三个单元之间的光电平衡并不是最佳的。”,NREL的高级科学家和细胞设计师。
“在这里,我们通过使用量子井来维持良好的材料质量,修改了带隙,从而实现了该设备和可能的其他应用程序。”
研究人员使用量子井来增强中GAAS细胞层的带隙,与其他两个结合使用时,其性能提高了。尽管QW现象并不是什么新鲜事物,但在纳米级量表上使用这些材料的限制限制了其在先前的研究中的实际应用。
研究人员还承认,这些细胞中使用的过程和材料成本高昂。另一方面,NREL正在研究一些不同的技术,以巨大的削减成本。
NREL还测试了其三重连接量子井细胞在光谱中会在地球大气层之外遇到的三重连接量井细胞,从而达到了34.2%的生命测量开始,这是该频谱中三开单元的世界记录。
资源:nrel