太阳能电池效率创造新的世界纪录

由瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）采用创新方法开发出了聚酰亚胺薄膜上的高能效柔性铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池

由瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）将薄膜太阳能电池提升至新水平

为了能够负担大规模的太阳能电力应用，全世界的科学家和工程师一直在致力开发一种低成本的太阳能电池，它既高效又能够大量制造。现在，在Ayodhya N. Tiwari的带领下，一支来自由瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）的研究薄膜与光电的团队已取得了（又一次）飞跃式的成绩。针对柔性聚合物基板上的薄膜CIGS太阳能电池，他们取得了创纪录的20.4％的能量转换效率，与他们之前于2011年5月获得的18.7％的记录相比有了显著的提高。Tiwari的研究小组探索和开发各种薄膜太阳能电池技术已经有一段时间。多年来，实验室一次次提高柔性CIGS太阳能电池的光电转换效率，从1999年的12.8％——该小组的第一个世界纪录——到2005年的14.1％，2010年的17.6％，和2011年的18.7％。

消除与硅晶片电池的效率差距

该实验室已经再一次刷新了系列记录，这得益于其创新的理念和优秀的团队作业，博士研究生Adrian Chirila和Fabian Pianezzi尤其功不可没。该研究小组已成功地修改了在低温下生成的CIGS层的属性，这一层吸收光，并生成太阳能电池的光电流。位于德国弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）为电池的效率值授予了独立认证。而且，瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）的柔性太阳能电池的效率新纪录甚至超过了玻璃基板上的CIGS太阳能电池的20.3％的记录——并且等同于多晶硅片太阳能电池的最高效率。“我们现在终于成功地消除了同基于多晶硅片的太阳能电池或玻璃上的CIGS薄膜电池之间的‘效率差距’，”Tiwari说。

薄膜式的、重量轻并且灵活的高性能太阳能电池组件在很多应用领域都十分具有吸引力，比如太阳能发电场、建筑的太阳能屋顶和外墙，汽车及便携式电子产品等，而且可以通过持续不断的滚动式制造过程生产出来，这个过程同标准的硅技术相比可以进一步降低成本。换句话说，它们有可能在不久的将来实现低成本的太阳能发电。 “EMPA开发的柔性CIGS太阳能电池所取得的一系列创纪录的效率表明，薄膜太阳能电池可以与多晶硅电池的优异性能相媲美。现在是时候进行到下一步了，即寻求一位工业伙伴来等比扩大这一技术，以具有成本效益的滚动式制造流程来覆盖更大的区域，”EMPA的主任Gian-Luca Bona说。为此， 瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）正与一个刚刚起步的公司Flisom进行合作。Flisom则致力于柔性CIGS太阳能电池的产业化。

EurekAlert!