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双层太阳能电池组记录有效发电

该装置是通过在商业上可获得的太阳能电池上喷涂一层薄薄的钙钛矿 - 一种廉价的铅和碘化合物制成的,这种化合物已被证明非常有效地捕获来自太阳光的能量。形成器件底层的太阳能电池由铜,铟,镓和硒化物或CIGS的化合物制成。

该团队的新电池转换了来自太阳的22.4%的能量,这是钙钛矿-CIGS串联太阳能电池的功率转换效率的记录。该表现在美国能源部国家可再生能源实验室的独立测试中得到证实。(之前的记录,由IBM的Thomas J. Watson研究中心的一个小组于2015年设定,为10.9%。)UCLA设备的效率与目前主导光伏市场的多晶硅太阳能电池的效率相似。

这项研究发表在今天的“ 科学”杂志上,由杨洋,加州大学洛杉矶分校的卡罗尔和Lawrence E. Tannas Jr.材料科学教授领导。

“通过我们的串联太阳能电池设计,我们在相同的设备区域从太阳光谱的两个不同部分吸收能量,”杨说。“与单独的CIGS层相比,这增加了太阳光产生的能量。”

Yang补充说,喷涂在钙钛矿层上的技术可以很容易且廉价地结合到现有的太阳能电池制造工艺中。

电池的CIGS基层厚约2微米(或千分之二毫米),吸收太阳光并以18.7%的效率产生能量,但添加1微米厚的钙钛矿层可提高其效率 - 就像在汽车发动机上添加涡轮增压器可以改善其性能一样。这两层由加州大学洛杉矶分校研究人员设计的纳米级界面连接在一起; 接口有助于为器件提供更高的电压,从而增加可输出的功率。

整个组件安装在厚度约为2毫米的玻璃基板上。

“我们的技术使现有的CIGS太阳能电池性能比原来的性能提高了近20%,”杨说。“这意味着能源成本降低20%。”

他补充说,使用双层设计的设备最终可以实现30%的功率转换效率。这将是研究小组的下一个目标。

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