陳根：新型串聯太陽能電池，轉換效率接近30%_風聞

文|陳根

隨着光伏產業的蓬勃發展，太陽能電池性能要求不斷提高，高轉化效率、低成本、小體積的太陽能電池成為趨勢。當前，太陽能電池以晶體硅電池為主，晶體硅電池性能經過不斷提升，現階段基本已達到頂峯。為進一步滿足光伏產業發展需求，新型太陽能電池研發需求迫切。

自2008年以來，“金屬鹵化物過氧化物”這一材料類別逐步成為研究重點。這些半導體化合物能很好地將太陽光轉化為電能，尤其是，它們可以與硅太陽能電池結合成串聯太陽能電池，從而更加有效地利用太陽光。

此前，研究人員創造出一種效率超過25%的過氧化物基太陽能電池，效率與硅基太陽能電池相當。但是，這些新的太陽能不僅體積大，且其壽命最多隻有幾千小時，在這之後，電池的效率會開始下降。

近日，亥姆霍茲-柏林聯邦材料與能源研究所（HZB）的研究人員開發出一種過氧化物硅串聯太陽能電池，效率提高到了29.80%。該值現已被正式認證，並被記錄在NREL圖表中。

在這項新工作中，研究人員對不同界面的納米結構如何影響串聯太陽能電池的性能進行了探索。他們用計算機模擬了有和沒有納米結構的不同幾何形狀的過氧化物和硅子電池的光電流密度。

**結果發現，即使是一側的納米紋理也能改善光的吸收，與平坦的參照物相比，能夠實現更高的光電流。**此外，納米紋理還讓串聯太陽能電池的電子質量略有改善，並使過氧化物層的成膜效果更好。

基於該發現，研究人員在硅異質電池的底部進行了光學改進，增加了一個納米紋理的正面和一個電介質的背面反射器。實驗結果表明，通過對兩側的吸收層進行納米結構化，效率拿下了29.80%的世界紀錄。

目前，HZB的新記錄已由德國Fraunhofer ISE正式認證，該組織表示，現在對於太陽能電池的轉換效率目標為30％。未來，該技術或可助力於光伏產業的進一步發展。