作者：TraceyPeake

多結(jié)太陽能電池是當今市場上最高效的太陽能電池，也是生產(chǎn)成本最高的太陽能電池。在一篇概念驗證論文中，北卡羅來納州立大學的研究人員詳細介紹了一種使用現(xiàn)成組件制造多結(jié)太陽能電池的新方法，從而降低了成本，提高了用于多種應用的太陽能電池的效率。

多結(jié)或堆疊式太陽能電池目前是市場上最高效的電池，可將其吸收的太陽能的45%轉(zhuǎn)化為電能。這些電池是通過將不同帶隙的半導體堆疊在一起構(gòu)成的，從而允許電池吸收不同波長的太陽輻射。然而，這些電池比效率較低的太陽能薄膜更昂貴。

“我們希望以合理的成本創(chuàng)造出高效的太陽能電池，”北卡羅來納州立大學電氣計算機工程的杰出教授、該研究的主要作者SalahBedair說。硅基薄膜太陽能電池非常受歡迎，因為這種材料的效率約為20%，電池的成本約為多結(jié)太陽能電池成本的1/10。除此之外其他低成本、低效率的材料也越來越受歡迎。如果我們能利用現(xiàn)有的技術(shù)制造出疊層太陽能電池，我們將很快實現(xiàn)我們的目標?！?/p>

然而，你不能僅僅把不同的太陽能電池堆疊在一起——不同的材料在結(jié)構(gòu)上是不相容的，因此電荷不能通過它們來收集。為了解決目前多結(jié)太陽能電池中的問題，大量摻雜的金屬被用于在不同層之間形成隧道結(jié)——這為多結(jié)太陽能電池的制造增加了巨大的成本和復雜性。

Bedair和他的團隊開發(fā)了一種更簡單的方法，利用金屬間鍵連接由不同材料制成的太陽能電池。在概念驗證中，研究小組將一個現(xiàn)成的砷化鎵太陽能電池堆疊在一個硅太陽能電池上。

Bedair說：“在多結(jié)太陽能電池中，隧道結(jié)通過充當金屬與金屬的連接來實現(xiàn)電連接?！痹谖覀兊南到y(tǒng)中，銦是實現(xiàn)這一目標的捷徑。單個電池的現(xiàn)有金屬觸點被銦薄膜覆蓋。銦薄膜在室溫下和低壓下很容易結(jié)合在一起。其結(jié)果是由兩種不同的材料制成的太陽能電池，它們是機械堆疊和電氣連接的。

“有了這項技術(shù)，我們就可以利用便宜的現(xiàn)成解決方案，而無需開發(fā)所有新技術(shù)。制造商可以簡單地對現(xiàn)有產(chǎn)品稍作調(diào)整，以提高其在多結(jié)太陽能電池中的效率，而不必創(chuàng)造新產(chǎn)品。”

6月19日在伊利諾伊州芝加哥舉行的美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）光靜態(tài)專家會議上提出了“一種從現(xiàn)成的單個電池中提取多結(jié)太陽能電池的新方法：砷化鎵/硅”。北卡羅來納州研究生BrandonHagar和研究助理教授PeterColter是本文的合著者。這項工作得到了國家科學基金會1665211號資助。