晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率創(chuàng)新高

    鋰電世界  據(jù)報(bào)道松下開發(fā)的面積超過100cm2的實(shí)用級別晶體硅太陽能電池單元實(shí)現(xiàn)了24.7%這一世界最高的單元轉(zhuǎn)換效率，比美國SunPower公司2010年達(dá)成的24.2%高出0.5個(gè)百分點(diǎn)。

    據(jù)報(bào)道松下開發(fā)的面積超過100cm2的實(shí)用級別晶體硅太陽能電池單元實(shí)現(xiàn)了24.7%這一世界最高的單元轉(zhuǎn)換效率，比美國SunPower公司2010年達(dá)成的24.2%高出0.5個(gè)百分點(diǎn)。晶體硅太陽能電池單元的理論效率為29%，但在實(shí)用級別，25～26%已經(jīng)是極限。松下表示，“此次的成果明確了超過25%所需要克服的問題”，計(jì)劃進(jìn)一步挑戰(zhàn)極限值。

    達(dá)到24.7%轉(zhuǎn)換效率的是在單晶硅晶圓兩面形成非晶硅層的異質(zhì)結(jié)構(gòu)造的“HIT太陽能電池”(圖1)。非晶硅層可減少硅晶圓表面的結(jié)晶缺陷、抑制再結(jié)合損失，因此容易提高電壓。但受非晶硅層、透明導(dǎo)電膜和表面電極等的影響，有部分太陽光被遮擋，因此很難提高電流值。

    松下通過降低光學(xué)損失和載流子再結(jié)合損失等，使單元轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了24.7%(a)。與SunPower公司的單元相比，短路電流密度稍低(b)。

    松下一直在設(shè)法提高太陽能電池單元的轉(zhuǎn)換效率，2011年使厚度只有98μm的HIT太陽能電池的單元轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.7%，2012年提高至23.9%。該公司此次通過提高電極的寬高比以及抑制透明導(dǎo)電膜的光吸收，將短路電流密度由2012年的38.9mA/cm2成功提高到了39.5mA/cm2。這為單元轉(zhuǎn)換效率一舉提高0.8個(gè)百分點(diǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)。

    SunPower采用的背接觸構(gòu)造由于表面沒有電極，因此容易提高電流值。2010年該公司開發(fā)的單元的短路電流密度為40.46mA/cm2。松下此次實(shí)現(xiàn)了與之接近的電流密度，并自信地表示，“這表明電流值還有改善的空間”。

    松下雖然在研發(fā)水平的轉(zhuǎn)換效率方面超過了SunPower，但在量產(chǎn)品方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于SunPower。目前松下量產(chǎn)單元的轉(zhuǎn)換效率為21.6%，而SunPower已經(jīng)在量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.2%的單元。