新纪录！双面太阳能电池效率突破30%，光伏产业或现新前景

CIGS 太阳能电池 图片来源：Empa官网

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近日，来自瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）的科学家开发了一种新的低温生产工艺，以此工艺生产出的CIGS（铜铟镓二硒）双面薄膜太阳能电池，其将光转化为电能的效率实现了创纪录的30%以上，其前照式的效率达到创纪录的19.77%，后照式的效率达到10.89%。

根据研究人员在《自然》发表的文章， CIGS双面薄膜太阳能电池可以从正反两面收集太阳能，因此可以比传统太阳能电池产生更多的太阳能。然而，这种电池一般采用高温沉积工艺生产。当温度超过550℃时，会发生化学反应，形成氧化镓界面层，阻挡阳光产生的电流。电池的能量转换效率因此受到影响。

为了提高电池效率，科学家们开发了低温沉积工艺，该生产方式产生的氧化镓更少。他们使用少量银来降低CIGS合金的熔点，并在仅350°C的沉积温度下获得具有良好电子特性的吸收层。他们使用高分辨率透射电子显微镜分析了多层结构，并没有在界面处检测到任何氧化镓。

Empa的领导人Ayodhya Tiwari教授和他的团队在柔性薄膜太阳能电池方面的研究已经超过20年。凭借对技术和基本物理过程的深入了解，他们多年来取得了多项太阳能效率记录。他们从1999年的12.8%开始，效率逐步优化完善，2019年时，该数值升至20.8%，而去年该效率已经达到21.4%。

采用该技术的太阳能模块特别适用于建筑物的屋顶和外墙、温室、运输车辆、飞艇和便携式电子产品。

此次双面GIGS技术上的突破有望为太阳能发电带来新的应用前景。Tiwari表示，“双面CIGS技术有潜力产生超过33%的能量转换效率，为未来的薄膜太阳能电池开辟了新的可能性。我们现在正试图与欧洲各地的重点实验室和公司建立合作关系，以加速该技术的发展和更大规模的工业生产。”

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