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弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(ISE)的研究人员今天证实,成功创建了基于硅的多结太阳能电池,该太阳能电池的效率达到了创纪录的30.2%。
与奥地利公司EV Group(EVG)合作,研究人员使用直接晶圆键合工艺将几微米的III-V半导体材料转移到硅上,从而超出了硅太阳能电池的理论极限。
该过程是微电子工业中的众所周知的应用,其通过在等离子体活化阶段之后施加压力在真空中将子电池表面结合在一起。根据弗劳恩霍夫(Fraunhofer)的观点,III-V子电池表面上的原子然后与硅原子形成键,从而形成了整体式电池,作为完全集成的电池,其效率更高。
从外观上看,太阳能电池的外观相同,其复杂性仅限于内部工作,这使研究人员希望它能够像任何普通的硅太阳能电池一样,通过简单的前后接触将其集成到标准PV模块中。
Fraunhofer ISE部门负责人Frank Dimroth说:“我们正在研究超越硅太阳能电池理论极限的方法。”“正是我们在硅和III-V技术方面的长期经验,使我们能够达到今天的这一里程碑。”
弗莱堡的弗劳恩霍夫实验室基于4平方厘米的Si多结太阳能电池,证实了30.2%的效率。这远远超过了目前纯硅太阳能电池的效率记录(26.3%),也超过了硅太阳能电池的理论效率极限(29.4%)。
Jan补充说:“成功的关键是找到一种硅太阳能电池的制造工艺,该工艺可产生光滑且高度掺杂的表面,适用于晶圆键合,并考虑到硅和应用的III-V半导体的不同需求。” Fraunhofer ISE团队负责人Benick。
研究所所长Eicke Weber说:“我很高兴Fraunhofer ISE凭借其具有两个触点的完全集成的硅基太阳能电池成功地突破了效率达到30%的玻璃天花板。有了这项成就,我们就为进一步提高基于久经考验的硅材料的电池效率打开了大门。”
今年初,澳大利亚新南威尔士大学的研究人员使用一个28平方厘米的四结微型模块,利用混合四结接收器使从阳光中提取的电量最大化,从而成功实现了34.5%的转换效率–结果挑战了对太阳能理论效率极限的认识。
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