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更新(月/日/年):2024 年 11 月 28 日

开发光吸收层作为串联型太阳能电池的有前途的顶部电池

– 无铟 CIS 型薄膜太阳能电池创下新的破纪录效率 –

 
研究人员) ISHIZUKA Shogo,全球零排放研究中心首席研究员

积分

  • 提高专门用于短波长光(蓝光)吸收的薄膜太阳能电池的光伏效率
  • 通过梯度添加铝提高太阳能电池性能
  • 下一代串联太阳能电池的预期进步,包括钙钛矿/CIS 和 CIS/CIS 组合

新研究成果图

成功提高专门用于吸收短波长照明的CIS型太阳能电池的能量转换效率
*原始论文中的数据已被引用和修改。


背景

当我们致力于减少二氧化碳排放以实现碳中和社会时,人们对可再生能源的广泛使用的期望越来越高。人们对光伏太阳能的兴趣特别高,最近已经提出了与传统晶体硅类型不同的各种太阳能电池。其中,叠层太阳能电池有望比传统太阳能电池具有更高的光电效率,但到目前为止,由于对III-V族化合物等材料的依赖,它们仅限于特殊应用,例如太空用途。因此,为了使串联太阳能电池广泛应用于民用,开发平衡成本和性能的材料和器件是一个关键挑战。全球范围内正在对能够实现廉价、高性能串联太阳能电池的材料和设备进行研究和开发。最近,金属卤化物钙钛矿型化合物的研究和开发活动非常活跃。另一方面,CIS型化合物也很有前景,长期以来作为能够利用薄膜特性制造轻质柔性太阳能电池的材料而受到关注。具有约11 eV的相对窄带隙能量的CIS太阳能电池已经商业化。然而,在可用作顶级电池的宽带隙能量为16 eV或更高(专门用于短波长光吸收)的CIS太阳能电池中实现高光伏效率具有挑战性,并且需要开发技术来实现这一目标。

 

摘要

AIST 的研究人员开发了一种技术,可提高不含稀有金属铟的宽带隙 CIS 型薄膜太阳能电池的光伏效率。

串联型太阳能电池有望实现比目前广泛使用的太阳能电池更高的性能,开发满足“低成本”、“高性能”和“高可靠性(稳定性)”所有要素的短波长光吸收顶级电池材料一直是一个挑战。在这项研究中,我们开发了一种技术来提高具有宽带隙能量的光吸收层的质量,该技术特别适合作为CIS型化合物中的顶部电池,CIS型化合物是满足这些元素的有前途的材料组。新开发的光吸收层具有优异的稳定性,有望在未来应用于廉价、高性能、柔性的串联型太阳能电池。

 

文章信息

期刊:ACS 应用材料与界面
论文标题:通过铝诱导背表面场效应提高无铟宽带隙黄铜矿太阳能电池的光伏效率
作者:Shogo Ishizuka、Jiro Nishinaga、Yukiko Kamikawa、Takeshi Nishida 和 Paul J Fons
DOI:https://doiorg/101021/acsami4c12891





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