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日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所16日發(fā)布新聞公告宣稱,該所的太陽光發(fā)電研究中心研制出一種新型太陽能電池,重量輕,體積小,可彎曲,較重要的是可以效率高率地將太陽光轉(zhuǎn)化為電能,將使用銅銦鎵硒(CIGS)薄膜的可彎曲太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率,由17.5%提高到17.7%。這項(xiàng)研究成果因此被業(yè)界稱為一項(xiàng)技術(shù)飛躍。
據(jù)介紹,這種太陽能電池的核心部位———光電轉(zhuǎn)換層采用的是一種由銅、銦、鎵、硒合成的半導(dǎo)體材料———銅銦鎵硒(CIGS)薄膜。這種半導(dǎo)體材料具有轉(zhuǎn)化率高、不易老化、經(jīng)久耐用、耐放射線等優(yōu)點(diǎn)。更重要的是,使用CIGS薄膜作光電轉(zhuǎn)換層,可以將其厚度做到幾微米,因而大大縮小了太陽能電池的體積。此外,由于十分輕薄,該材料制成的太陽能電池還可以彎曲,能夠應(yīng)用于凹凸的墻面和物體表面,顯現(xiàn)出十分廣闊的應(yīng)用前景。
但是,單以CIGS材料進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,其效率還不能滿足需要,為此研究人員嘗試使用各種方法提高其光電轉(zhuǎn)換效率。較終,研究人員通過在基板上鋪設(shè)穩(wěn)定的堿化合物硅酸鹽玻璃層的方法解決了這一難題。堿化合物硅酸鹽玻璃層位于CIGS材料層與基板之間,可以大幅度促進(jìn)CIGS材料層的能量轉(zhuǎn)換。試驗(yàn)結(jié)果顯示,這種經(jīng)過改良的太陽能電池的有效面積效率(按太陽能電池除網(wǎng)狀電較之外的受光面積所換算出來的實(shí)際轉(zhuǎn)換效率)達(dá)到了17.7%,創(chuàng)造了世界記錄。而此前世界上能量轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到12%以上的太陽能電池也不過只有兩三例。
此外,為配合這種新型太陽能電池的生產(chǎn),日本帝人公司還開發(fā)出一種新的工藝,這種工藝可以使被用作CIGS電池基板的聚合物材料直接在玻璃板上生成,在這種玻璃板上制造CIGS電池之后,可以很方便地直接將已經(jīng)與CIGS材料緊密地結(jié)合在一起的聚合物基板剝離下來,大大減輕了電池制造方面的難度。
該所下一步的研究目標(biāo)是將這種提高光電轉(zhuǎn)換效率的技術(shù),應(yīng)用于相當(dāng)于實(shí)用尺寸的太陽能電池模塊中。
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