盖世汽车讯 9月22日，弗劳恩霍夫太阳能研究所ISE（Fraunhofer Institute for Solar Energy Research，Fraunhofer ISE）和荷兰科学研究所基金会（NWO-Institute）AMOLF（阿姆斯特丹）的一组研究人员制造出了效率为36.1%的多结太阳能电池，这是硅太阳能电池有史以来达到的最高效率。

图片来源：Fraunhofer ISE

该项目AMOLF部分的负责人Albert Polman表示：“这一新纪录是Fraunhofer ISE和AMOLF于2020年开始的独特合作的结果。Fraunhofer ISE团队因制造基于硅和III-V族半导体（例如GaInP或GaAs）的超高效率太阳能电池在业界富有盛名。AMOLF团队在优化太阳能电池光管理方面积累了多年的经验。在这个项目中，我们将双方经验相结合，从而制造出该多结太阳能电池。而该太阳能电池在弗莱堡和阿姆斯特丹之间进行不同的处理步骤，从而构建出完整的太阳能电池。”

Fraunhofer ISE的Frank Dimroth补充道：“两个团队的研究人员将现有的最佳工艺结合起来，共同创造硅基多结太阳能电池的新效率记录。AMOLF的新型背反射器和Fraunhofer改进的GaInAsP中间电池都为这一出色的结果做出了贡献。”

硅太阳能电池的局限性

以硅为基础的太阳能电池和太阳能电池板在全球的部署率非常高，但其光伏能源转换效率基本上仅限于29.4%。通过在太阳能电池上涂覆额外的材料以创建多结太阳能电池，研究人员可以克服这一限制。在这样的几何结构中，多个光吸收层彼此堆叠，使得每层都有效地吸收太阳光色谱的特定部分。这种多层概念可以极大地提高电池效率。

新材料结合新的光管理设计

新电池结合了最先进的“硅TOPCon”太阳能电池（由Fraunhofer ISE开发的一种新型高效电池设计），具有由磷化镓铟（GaInP）和磷化镓铟砷化物（GaInAsP）组成的两个半导体层（同样由Fraunhofer ISE开发）。然后，这些层堆叠上涂有专门设计的金属/聚合物纳米涂层，该涂层由AMOLF设计并由AMOLF和Fraunhofer ISE联合制造。该背反射器改善了太阳能电池内部的光捕获，使效率首次提高超过36%。

新应用

目前，传统硅太阳能电池的效率高达27%，而新型超高效率太阳能电池的制造成本比传统硅太阳能电池更高。然而，多结电池的极高效率对于可用空间有限且必须在小区域内产生大量太阳能的应用而言非常有利。未来，该电池预计将应用于太阳能电动汽车、消费品和无人机等领域。新的光管理设计也适用于其他类型的太阳能电池，例如硅钙钛矿多结太阳能电池。