砷化镓太阳电池效率达68.9%!Fraunhofer ISE再创新记录

  • 2021年07月10日
  • 作者: Selina Shi

    Selina Shi

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  • 翻译: Selina Shi

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图片来源:网络

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在第48届IEEE光伏专家大会上,来自德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(ISE)的研究人员展示了他们如何在单色光下,使用一种光伏电池创下了68.9%的转换效率记录。

该电池的主要成分为砷化镓,暴露在858纳米的激光下。

研究小组表示,除了太阳电池的传统用途外,光伏设备还可以与激光一起用于有效的电力传输。

研究人员指出,这是迄今为止获得的、将光转化为电能的最高效率。

为了创下效率记录,研究小组使用了由砷化镓制成的薄型光伏电池,并在其余的半导体结构的背面应用了几微米厚的高反射率导电镜。

研究人员表示:“在光伏电池中,光被电池结构吸收。光可以释放正负电荷,这些电荷被传导到电池触点的正面和背面,用于产生电力。当入射光能量略超过半导体材料固有的带隙能量时,光伏效应就会发挥作用。因此,当作为光源的单色激光与合适的半导体化合物材料相匹配时,理论上就可以实现高效率。”

研究人员表示,在这种被称为“光能”的新能量传输形式中,激光能量通过空气或光纤传输给一个光伏电池,这个光伏电池的性能与单色激光的功率和波长相匹配。

与传统的铜线输电相比,新的光能传输系统有利于需要电隔离电源、防雷、防爆以及电磁兼容的应用。

该研究小组的负责人Henning Helmers表示:“这种薄膜方法在效率方面具备了两项明显优势。首先,光子被捕获在电池中,对于接近带隙的光子能量的吸收达到最大化。同时,这最大限度的减少了热损耗和传输损耗,使电池更有效率。其次,通过辐射重组额外产生的内部光子被捕获并有效循环。这延长了有效载流子的寿命,额外提高了电压。”

ISE研究所所长Andreas Bett表示:“光能传输有多方面的应用。例如,风力涡轮机的结构监测;高压线监测,飞机油箱中的燃料传感器或无源光学网络;体外植入物的光学供应或为物联网应用提供无线电源。”

据报道,2021年4月, ISE研究人员获得了26%的双面接触硅太阳能电池转换效率,创下记录。

Mercom早些时候曾报道称,ISE研究人员直接在硅材料上研发的III-V/Si串联太阳能电池创下了25.9%的效率记录。

(责任编辑:Selina Shi)

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