加州大學(xué)洛杉磯分校薩穆里分校工程學(xué)院的材料科學(xué)家開發(fā)了一種高效的薄膜太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池由于其雙層設(shè)計(jì)而比典型的太陽(yáng)能電池板能從太陽(yáng)光中產(chǎn)生更多的能量。

該設(shè)備是通過將鈣鈦礦薄層(一種廉價(jià)的鉛和碘的化合物已被證明非常有效地從太陽(yáng)光中捕獲能量)噴涂到市售太陽(yáng)能電池上而制成的。形成設(shè)備底層的太陽(yáng)能電池由銅，銦，鎵和硒化物或CIGS的化合物制成。

該團(tuán)隊(duì)的新電池可轉(zhuǎn)換來自太陽(yáng)能的22.4%的能量，這是鈣鈦礦-CIGS串聯(lián)太陽(yáng)能電池功率轉(zhuǎn)換效率的創(chuàng)紀(jì)錄。該性能已在能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)立測(cè)試中得到證實(shí)。(先前由IBM的Thomas J.Watson研究中心的一個(gè)小組在2015年創(chuàng)下的記錄是10.9%。)UCLA器件的效率與目前主導(dǎo)光伏市場(chǎng)的多晶硅太陽(yáng)能電池的效率相近。

這項(xiàng)研究今天在《科學(xué)》雜志上發(fā)表，由加州大學(xué)洛杉磯分校的卡羅爾·楊和小勞倫斯·E·坦納斯材料科學(xué)教授進(jìn)行。

楊說：“通過我們的串聯(lián)太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)，我們從同一設(shè)備區(qū)域的太陽(yáng)光譜的兩個(gè)不同部分吸收能量?！薄芭c單獨(dú)的CIGS層相比，這增加了太陽(yáng)光產(chǎn)生的能量?！?/p>

楊補(bǔ)充說，在鈣鈦礦層上噴涂的技術(shù)可以輕松，廉價(jià)地結(jié)合到現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池制造工藝中。

電池的CIGS基礎(chǔ)層厚約2微米(或千分之二千毫米)，可吸收陽(yáng)光并自行以18.7%的效率產(chǎn)生能量，但是增加1微米厚的鈣鈦礦層可提高其效率。—就像在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上增加渦輪增壓器可以改善其性能一樣。這兩層通過UCLA研究人員設(shè)計(jì)的納米級(jí)界面連接在一起。該接口有助于為設(shè)備提供更高的電壓，從而增加了設(shè)備可以輸出的功率。

整個(gè)組件位于約2毫米厚的玻璃基板上。

楊說：“我們的技術(shù)使現(xiàn)有CIGS太陽(yáng)能電池的性能比其原始性能提高了近20%?！薄斑@意味著能源成本降低了20%?！?/p>

他補(bǔ)充使用雙是設(shè)備層的設(shè)計(jì)最終可能接近30%的電源轉(zhuǎn)換效率。這將是研究小組的下一個(gè)目標(biāo)。