據(jù)新華社報道，美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校等機(jī)構(gòu)的研究人員開發(fā)出一種新型薄膜太陽能電池，其雙層設(shè)計大大提高了光電轉(zhuǎn)換效率，性能創(chuàng)造了同類太陽能電池新紀(jì)錄。這一成果發(fā)表在新一期美國《科學(xué)》雜志上。

加州大學(xué)洛杉磯分校Samueli工程學(xué)院的材料科學(xué)家開發(fā)出一種高效的薄膜太陽能電池，由于其雙層設(shè)計，它可以產(chǎn)生比普通太陽能電池板更多的能量。

該裝置是通過在太陽能電池上噴涂一層薄薄的鈣鈦礦-一種廉價的鉛和碘化合物制成的，這種化合物已被證明能夠非常有效地捕獲來自太陽光的能量。形成器件底層的太陽能電池由銅，銦，鎵和硒化物或CIGS的化合物制成。

該團(tuán)隊(duì)的新電池轉(zhuǎn)換了來自太陽的22.4％的能量，這是鈣鈦礦-CIGS串聯(lián)太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率的記錄。這一性能在美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)立測試中得到證實(shí)。（之前的記錄是由IBM的ThomasJ.Watson研究中心的一個小組于2015年設(shè)定，為10.9％。）加州大學(xué)洛杉磯分校的設(shè)備的效率與目前主導(dǎo)光伏市場的多晶硅太陽能電池的效率相似。

這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的“Science”雜志上，由加州大學(xué)洛杉磯分校材料科學(xué)的Carol和LawrenceE.Tannas初級教授YangYang領(lǐng)導(dǎo)。

“通過我們串聯(lián)太陽能電池的設(shè)計，我們在同一設(shè)備區(qū)域從太陽光譜的兩個不同部分吸收能量，”Yang說，“與單獨(dú)的CIGS層相比，這增加了從太陽光中產(chǎn)生的能量。”

Yang補(bǔ)充說，在現(xiàn)有的太陽能電池上噴涂鈣鈦礦層的技術(shù)可以很容易且廉價地結(jié)合到現(xiàn)有的太陽能電池制造工藝中。

電池的CIGS基層厚約2微米（或千分之二毫米），吸收太陽光并以18.7％的效率產(chǎn)生能量，但添加1微米厚的鈣鈦礦層可提高其效率-就像在汽車發(fā)動機(jī)上添加渦輪增壓器可以改善其性能一樣。這兩層由加州大學(xué)洛杉磯分校研究人員設(shè)計的納米級界面連接在一起；該接口有助于為器件提供更高的電壓，從而增加可輸出的功率。整個組件安裝在厚度約為2毫米的玻璃基板上。

“我們的技術(shù)使現(xiàn)有的CIGS太陽能電池性能比原來的性能提高了近20％，”Yang說。“這意味著能源成本降低了20％。”

他補(bǔ)充說，使用雙層設(shè)計的設(shè)備最終可以實(shí)現(xiàn)30％的功率轉(zhuǎn)換效率。這將是研究小組的下一個目標(biāo)。

該研究的主要作者是Yang實(shí)驗(yàn)室的訪問研究員QifengHan，以及最近在加州大學(xué)洛杉磯分校獲得博士學(xué)位的Yao-TsungHsieh和LeiMeng。該研究的其他作者是Yang的研究小組的成員和SolarFrontierCorp.的日本厚木研究中心的研究人員。

這項(xiàng)研究得到了美國國家科學(xué)基金會和空軍科學(xué)研究辦公室的支持。Yang和他的研究小組多年來一直致力于串聯(lián)太陽能電池，他們的成就包括開發(fā)可用于窗戶的透明串聯(lián)太陽能電池。