NREL研发新型太阳能电池 新型电池电池效率接近40%

时间:2022-05-20 15:38:44 来源: cnBeta


美国国家可再生能源实验室(NREL) 研究团队最新科研成果,打破了太阳能电池效率的世界纪录。新设备达到了 40%,拥有任何类型的太阳能电池在现实世界条件下的最高效率记录。

在普通太阳的照明条件下,该太阳电池的光电转换效率达到了 39.5%。这是一个非常重要的区别,其他实验太阳能电池的效率高达 47%,但那是在高度集中的光线下。在“一个太阳”的光照下测量它们的效率,可以更好地表明它们在现实世界中的表现如何。

新的太阳能电池超过了该团队自己在 2020 年创造的 39.2% 的记录。相比之下,常用的硅太阳能电池和新兴的过氧化物太阳能电池的效率最高约为 25%,而结合两种材料的串联太阳能电池则接 30%。

NREL 的太阳能电池还被测试了它在太空中的表现,如果它被用于为卫星和其他航天器供电。在这些条件下,它达到了可观的 34.2% 的效率。

这种新型太阳能电池基于一种名为 IMM(倒置变质多结)的电池结构,并包含三个"结",即对光产生电流的组件。这些结中的每一个都由不同的材料制成--在这种情况下,上面是磷化镓铟,中间是砷化镓,下面是砷化镓铟。这三种材料专攻不同波长的光,使太阳能电池作为一个整体能够从整个光谱中获取更多能量。

创造新记录的另一个重要原因是用“quantum wells”(量子阱)建造中间层。从本质上讲,通过将一个导电层夹在另外两种具有更宽带隙的材料之间,电子被限制在两个维度上,这使得材料能够捕获更多的光。这种太阳能电池的中间层包含多达 300 个量子阱,将整体效率提升到新的高度。

这一突破可能对太阳能电池技术很重要,但该团队表示,制造这种类型的电池仍然相当昂贵。将需要进一步的工作来降低这些成本并开辟新的应用。

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