薄膜太阳能其实发展已久,具备轻薄优势、转换效率也高,照理来说应该可以在全球普遍应用,然而它成本高、较便宜的配比效率低,已成为薄膜太阳能的困境,对此,美国科学家已经研发出,可以接受的成本、效率又达 34.45% 的“双层”薄膜太阳能。
美国宾夕法尼亚州立大学团队此次带来的是铜铟镓硒(CIGS)-铜锌锡硫化合物(CZTSSe)太阳能,这两个都是市售材料,团队指出,若分开来看,CIGS太阳能转换效率为20%,CZTSSe 太阳能则只有11%,那么他们是怎么制作出效率达 34% 的太阳能板?
宾夕法尼亚州立大学教授 Akhlesh Lakhtakia 曾坦言,对他来说提高转换效率是首要结果,一片转换效率低于 30%的太阳能电池,也无法改变什么。
因此团队采用一加一大于二的概念,用串叠型概念打造新太阳能电池模型。就好比现在有满多串联钙钛矿与高效率硅晶太阳能板的设计,透过让两种太阳能材料吸收不同光谱,进一步提高太阳能整体效率。
目前 Lakhtakia 已经建立一组数学模型来测试各种材料与配比的可行性,并发现这两种材料有天作之合之相,Lakhtakia 认为,这两种材料晶格结构大致相同,因此可以相互磊晶,再加上两种材料可吸收不同光谱,有望提高转换效率效率。
(Source:宾夕法尼亚州立大学)
为此团队打造出全新的太阳能电池结构,理论转换效率高达 34.45%,不过这只是理论,目前这项研究还在“纸上”没有实际“练兵”过,仅在初步阶段,根据研究人员的说法,下一步是透过实验操作看看最后是否能成真,或是透过其他实践派的太阳能电池科学家最佳化、加以改良并研制更好的电池配方。
- Two Layers Are Better Than One for Efficient Solar Cells – Affordable, Thin Film Solar Cells With 34% Efficiency
- From tandem cell to double absorber for 34.45% efficiency
(首图来源:pixabay)