時(shí)間:2021-10-11 14:06:18來(lái)源:
開(kāi)發(fā)該技術(shù)的是AIST光伏發(fā)電工程研究中心的先進(jìn)多結(jié)器件小組。該小組制作了在CIGS類太陽(yáng)能電池上層疊GaAs和GaInP雙結(jié)太陽(yáng)能電池的發(fā)電元件,確認(rèn)可獲得24.2%的轉(zhuǎn)換效率。
四結(jié)以上的多結(jié)太陽(yáng)能電池由于晶格常數(shù)不同等原因,很難利用以往的晶體生長(zhǎng)技術(shù)制作。因此,該研究小組開(kāi)始開(kāi)發(fā)不利用晶體生長(zhǎng),而是對(duì)分別制作的電池單元進(jìn)行物理粘合的“MechanicalStack”技術(shù)。
產(chǎn)綜研的SmartStack技術(shù)也屬于這樣的技術(shù)。SmartStack和Mechanicalstack的最大的不同是,在粘合面以1×1010個(gè)/cm2的密度配置直徑為50nm的鈀顆粒。由此,無(wú)需像以前的Mechanicalstack那樣對(duì)電子束和等離子的貼合面進(jìn)行表面處理,所需的表面平坦性也由1nm以下大幅放寬到10nm左右。
具體來(lái)說(shuō),就是利用聚苯乙烯等高分子材料的自組織現(xiàn)象,在底部電池單元上以100nm的間距、基本等間距地配置鈀納米顆粒,然后通過(guò)等離子處理去除高分子材料。
接下來(lái),剝離粘貼在這上面的頂部電池單元的基板,利用加重粘接法、即加壓粘接的方法與底部電池單元粘合。
此次實(shí)際試制了兩種太陽(yáng)能電池。一種是GaInP、GaAs、InGaAsP、InGaAs四結(jié)太陽(yáng)能電池,另一種是GaInP、GaAs、CIGS三結(jié)太陽(yáng)能電池。
四結(jié)太陽(yáng)能電池的底部電池單元是在InP基板上制作的InGaAs、InGaAsP雙結(jié)太陽(yáng)能電池,頂部電池單元是在GaAs基板上制作的GaAs、GaInP雙結(jié)太陽(yáng)能電池。剝離GaAs基板后,貼合兩個(gè)電池制作而成。太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率在不聚光時(shí)為30.4%,電池單元的尺寸約為5mm見(jiàn)方。
三結(jié)太陽(yáng)能電池的底部電池單元是在玻璃基板上制作的CIGS類太陽(yáng)能電池,頂部電池單元是在GaAs基板上制作的GaAs、GaInP雙結(jié)太陽(yáng)能電池。剝離頂部電池單元的GaAs基板后,貼合兩個(gè)電池制作而成。轉(zhuǎn)換效率為24.2%,據(jù)產(chǎn)綜研介紹,“(轉(zhuǎn)換效率)在采用這種組合的太陽(yáng)能電池中為世界最高值”。
這些技術(shù)中,將GaAs基板剝離后可進(jìn)行再利用。因此,尤其是后者的三結(jié)太陽(yáng)能電池,能在實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí),把價(jià)格降到與低成本CIGS類太陽(yáng)能電池相同的水平。
產(chǎn)綜研表示,今后的課題是“對(duì)電池單元尺寸較大情況下的基板剝離技術(shù)和加重粘接法進(jìn)行優(yōu)化”。
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