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            最高效率的太陽能電池現已成為現實

            2022-05-23 13:17
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              【華通白銀網5月23日訊】美國能源部國家可再生能源實驗室 (NREL) 的研究人員創造了一種太陽能電池,在 1-sun 全球照明下效率達到創紀錄的 39.5%。這是任何類型中效率最高的太陽能電池,使用標準 1-sun 條件測量。


              該標準測量等于 100 mW/cm2 的輻照度,它是指在測量儀器的波長范圍內以電磁輻射的形式從太陽接收到的單位面積功率。


              據科學家稱,這種新電池可能適用于高度受限的應用或低輻射空間應用。


              在《焦耳》雜志上發表的一篇論文中,研究人員解釋說,效率的提高是在對“量子阱”太陽能電池的研究之后進行的,該電池利用許多非常薄的層來改變太陽能電池的特性。


              是關鍵


              具體來說,他們開發了一種性能前所未有的量子阱太陽能電池,并將其應用到具有不同帶隙的三個結的設備中,其中每個結都經過調整以捕獲和利用太陽光譜的不同部分。頂部結由磷化鎵 (GaInP) 制成,中間是帶有量子阱的砷化鎵 (GaAs),底部是晶格不匹配的砷化鎵 (GaInAs)。


              “一個關鍵因素是,雖然 GaAs 是一種出色的材料,通常用于 III-V 多結電池,但它沒有適合三結電池的帶隙,這意味著三個電池之間的光電流平衡不是最佳的,”高級科學家和細胞設計師 Ryan France 說。


              “在這里,我們通過使用量子阱修改了帶隙,同時保持了出色的材料質量,這使得該設備和潛在的其他應用成為可能?!?/p>


              科學家們在中間層使用量子阱來擴展 GaAs 電池的帶隙并增加電池可以吸收的光量。重要的是,他們開發了光學厚的量子阱器件,沒有大的電壓損失。他們還學習了如何在生長過程中對 GaInP 頂部電池進行退火,以提高其性能并最大限度地減少晶格不匹配的 GaInAs 中的螺紋位錯密度??傊?,這三種材料為新型電池設計提供了信息。


              然后測試了新電池在空間應用中的效率,特別是對于由太陽能電池供電且高電池效率至關重要的通信衛星,并在生命初期測量中獲得了 34.2% .


              目前的電池設計適用于低輻射環境,通過電池結構的進一步發展,可以實現更高輻射的應用。


            (文章來源:


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