轉換效率創歷史新高,NREL研製47.1%高效率太陽能電池

2020-12-24 十輪網

三五族半導體太陽能轉換效率高,最高效率已突破43.5%,而現在美國科學家又刷新記錄,新型太陽能電池效率逼近50%大關,已達到47.1%。

其中三五族半導體太陽能之所以會有如此高的成就,主要是因為三族的鋁、鎵、銦及五族的氮、磷、砷等元素都具有優異的光電轉換特性以及電子傳輸特性,為LED、光電產業與通信技術重要半導體材料,NASA早在1950年代就將該技術用在火星探測,但由於成本較為高昂,應用範圍無法像晶體矽太陽能般廣泛。

這次美國國家再生能源(NREL)團隊研製出太陽能技術也是三五族半導體,而且是「六接面(six-junction)」三五族半導體太陽能。

所謂六接面,就是擁有六層光敏層(Photoactive layer),根據新聞稿,每一層也是由多層三五族半導體構成,可吸收不同光譜範圍的光線,最後科學家再把140層的三五半導體集成進厚度是頭髮三分之一的太陽能電池中,最終在強光下,轉換效率高達47.1%。

不過團隊在實驗所採用的光強度是日光的143倍,若採用一般日光,轉換效率會降至39.2%,雖然驚豔程度降低許多,但轉換效率也是一般晶體矽太陽能難以企及,且這種電池也能應用在另一種光電技術,NREL三五族多接面科學家Ryan France表示,它非常適合用在聚光型太陽光電(Concentrated Photovoltaics,CPV)。

聚光型太陽光電可說是集太陽光電與聚光太陽熱發電優點於一身的新一代技術,運用透鏡或曲面鏡將陽光聚焦到底下的多接面太陽能電池上,先前歐洲研究協會CPVMatch成功將轉換效率突破至41.4%。France也指出,若想要降低發電成本,其中一個解決方案便是減少面積,我們可以運用鏡子捕獲並聚焦光線,這樣就可以減少半導體材料量、同時還可以提高轉換效率。

這讓太陽能轉換效率有機會進一步突破50%大關,加速三五族太陽能的發展,NREL高效率晶體矽太陽光電團隊首席科學家John Geisz表示,不過在此之前要先解決電池內部的電阻障礙,這會阻電流電流,同時如何降低三五族太陽能的成本,也是開闢新市場的重點。

(首圖為示意圖,來源:Flickr/haru__qCC BY-SA 2.0)

相關焦點

  • 轉換效率逆天了,新的六結太陽能電池效率達到47.1%
    美國國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家製造了一種效率接近50%的太陽能電池。 六結太陽能電池目前創造了太陽能轉換效率世界紀錄,達到47.1%,這是在聚光照明(143倍)條件下測得的。同一電池的變體也將日照下的效率記錄改寫為39.2%。
  • 美國研發世界上最高效的太陽能電池,能量轉換效率達到了 47.1%
    【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】近日,美國國家可再生能源實驗室研究出了迄今為止世界上最高效的太陽能電池,最高能量轉換效率達到了 47.1%。 雖然這些轉換效率的記錄經常被打破,但至少就目前而言,47.1% 轉換效率的太陽能電池可以稱得上世界上最高效的太陽能電池。
  • NREL新紀錄:鈣鈦礦疊層效率24.16%,六結電池效率47.1%
    美國國家可再生能源實驗室近來實現多個效率突破新紀錄:- 新型鈣鈦礦CIGS疊層電池的效率達到24.16%,已經弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(ISE)CalLab實驗室正式認證;- 六結電池效率47.1%,展示了多結太陽能電池的巨大潛力。
  • 益通開發高效率太陽能電池
    發表於:2010-03-18 15:22:46     作者:索比太陽能來源:中國矽產業信息   金融海嘯對每年成長率超過三成的太陽能產業帶來影響衝擊,但益通日前接獲兩筆50MW和82MW太陽能電池訂單,顯示該公司產品受業界肯定,加上近期隨著工本降價反饋下遊產品,將有助太陽能產業回歸合理機制。
  • 益通推出18.8%高效率6吋單晶太陽能電池
    發表於:2012-02-23 09:06:28     作者:NE21.COM來源:NE21.COM臺灣益通(3452)宣布推出 18.8% 高效率6吋單晶太陽能電池,以下是官方公告詳細內容。1.事實發生日:101/02/222.公司名稱:益通光能科技股份有限公司3.與公司關係[請輸入本公司或聯屬公司]:本公司4.相互持股比例:不適用5.發生緣由:本公司發表代號為 」ExcelTon– Cell」 新的太陽能電池產品線。
  • 新型混合太陽能電池可實現高功率轉換效率
    圖片來源:大阪Itaru,廣島大學 日本廣島大學的研究人員將各種聚合物和分子半導體混合在一起作為光吸收劑,以製造出具有更高功率效率和發電量的太陽能電池。這些類型的太陽能電池,稱為有機光伏(OPV),是當光入射到其光吸收器上時會發電的設備。太陽能電池的效率是通過比較發電量和入射到電池上的光量來確定的。這被稱為「光子收集」,或多少光粒子被轉換為電流。
  • 新型混合型太陽能電池實現高轉換效率
    日本廣島大學的研究人員將各種聚合物和分子半導體混合在一起,作為光吸收器,製造出了一種提高功率效率和發電量的太陽能電池。這種太陽能電池被稱為有機光伏(OPV),是當光線入射到其光吸收器上時就能產生電力的裝置。太陽能電池的效率是通過比較發電量與入射到電池上的光量來確定的。
  • Solar Frontier薄膜太陽能電池刷新紀錄 轉換效率達23.35%
    我的煤炭網>新聞>行業熱點>新能源>Solar Frontier薄膜太陽能電池刷新紀錄 轉換效率達23.35% Solar Frontier薄膜太陽能電池刷新紀錄 轉換效率達23.35% 發布日期:2020-12-02 15
  • 太陽能電池光電轉化效率最高的是哪種材料?它有哪五個優點?
    因此,多結砷化鎵太陽能電池是目前光電轉換效率 最高的太陽能電池,近幾年,美國 Spectrolab 研究小組研製的多結聚光砷化鎵太 陽能電池在 AM0 條件下光電轉換效率突破了40%。目前,任何一種太陽能電池只能吸收能量大於電池材料禁帶寬度的入射光子。
  • 密西根大學打造無色透明太陽能電池:轉換效率達8.1%,透光率...
    密西根大學打造無色透明太陽能電池:轉換效率達8.1%,透光率43.3%  Evelyn Zhang • 2020-08-19 14:14:36 來源:前瞻網 E1228G0
  • 鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率創新高 達到25.2%
    中國財富網訊 據上證報中國證券網8月5日報導,美國國家可再生能源實驗室(NREL,National Renewable Energy Laboratory)近日更新的「電池實驗室最高效率」圖顯示,單結鈣鈦礦太陽能電池的效率再創新高,達到25.2%,比之前的24.2%提高了1%。
  • 榮馬公司研發出四主柵光伏電池 轉換效率達18.2%
    榮馬公司研發出四主柵光伏電池 轉換效率達18.2%北極星太陽能光伏網訊:為降低晶矽電池生產成本,增強企業競爭力,各家晶矽電池生產企業都在競相提高電池效率、實現產品差異化。江蘇榮馬新能源有限公司是一家集太陽能電池生產、研發和技術服務為一體的高新技術光電企業,公司研發中心通過自行設計與開發,研發出四主柵電池片,平均轉換效率達18.2%,效率較常規電池提升0.2%左右。通過在電池正面採用四條主柵線,電池的填充因子較常規三柵線電池明顯提升,並可以有效降低組件總電阻損耗。該產品使用常規電池工藝流程製造,與現有設備完全兼容,不增加新設備。
  • 23.7%光電轉換效率 全鈣鈦礦疊層太陽能電池領域取得新進展
    圖1. 與表面鈍化相比,在反溶劑中添加苯乙胺提升鈣鈦礦內部的均勻鈍化。疊層太陽能電池是一種獲得更高光電轉換效率的光伏技術。在全鈣鈦礦串聯疊層太陽能電池中,Sn-Pb混合的窄帶隙鈣鈦礦(Eg≈1.2 eV)由於缺陷態密度高、易氧化等特點,限制了疊層電池的光電轉換效率和器件的穩定性板。儘管之前有研究報導稱,在Sn-Pb窄帶隙中採用Cs-FA二元混合陽離子可以有效提高電池的穩定性,然而報導的CsFA單結Sn-Pb窄帶隙太陽能電池效率普遍較低(<17%)。
  • NREL的又一發現:20.3%的鈣鈦礦電池是如何誕生的
    【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】北極星太陽能光伏網訊:NREL發現可以通過結合碘、溴和氯提高鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。化學成分的變化使鈣鈦礦型太陽能電池能夠顯著提高壽命和效率。該研究製造出了20.3%的光伏電池效率。
  • 日本東北大學開發出效率達5.1%的太陽能光熱發電系統
    日本東北大學2016年10月25日宣布,開發的太陽能光熱發電(Solar-TPV:Solar-thermophoto voltaic)系統的發電效率達到5.1%,達到世界最高水平。這種發電系統的原理是,將包含廣泛波長的光的太陽光轉化成波長最適合太陽能電池的熱輻射並進行發電。
  • 三洋電機厚98μm的薄型HIT太陽能電池轉換效率達23.7%
    北極星太陽能光伏網訊:三洋電機採用98μm厚的薄型Si單元的HIT(HeterojunctionwithIntrinsicThinLayer)太陽能電池,實現了23.7%的轉換效率。該公司2009年9月發布的22.8%的轉換效率(厚度為98μm)又提高了0.9個百分點。超過了該公司在2009年2月發布,HIT單元目前最高的轉​​換效率23.0%(厚度在200μm以上)。
  • 四端鈣鈦礦-矽疊層太陽能電池研製成功
    http://guangfu.bjx.com.cn/news/20201222/1124232.shtml 2020-12-22 鈣鈦礦太陽能身具轉換效率高、製程相對簡易與環保優勢
  • 日本開發新型材料提高太陽能電池效率
    導讀: 日本秋田大學工學資源學研究科材料工學專業的辻內裕研究小組開發出了將紫外線(UV)轉換成可視光、對可視光呈透明狀態的有機材料。開發該材料的目的在於使目前太陽能電池未能有效利用的紫外線能夠用於光電轉換,由此來提高轉換效率。日本秋田大學工學資源學研究科材料工學專業的辻內裕研究小組開發出了將紫外線(UV)轉換成可視光、對可視光呈透明狀態的有機材料。
  • 效率23.1%,NREL科學家構建全鈣鈦礦疊層太陽電池
    發表於:2020-10-12 11:25:43     作者:testpv來源:光伏測試網從Joule雜誌了解到,美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)科學家開發了一種全鈣鈦礦疊層太陽電池,稱是迄今為止所有非III-V技術中效率最高的柔性薄膜太陽電池。
  • 有機太陽能電池:綠色能源未來的新選擇
    1.有機太陽能電池有望商業化應用    在人類利用太陽能的各項技術中,太陽能電池,即利用「光生伏打效應」將光能直接轉換成電能的器件,是當前已獲得廣泛應用,同時也是最具發展前景的技術之一。    長期以來,人們更多地以晶矽等無機材料為基礎製備太陽能電池。