美国和瑞士共同研发的双结太阳能电池效率突破记录

美国能源部下属的国家可再生能源实验室（NREL）与瑞士电子与微技术中心（CSEM）的科学家共同开发出双结III-V族/硅太阳能电池，将非集中太阳光（1个太阳强度下）转化为电能的效率创造了新纪录，该成果发表在“太阳电池效率表”上。

达到29.8%新转换效率记录的太阳电池是NREL将两种电池堆积构成的，其中上部分是由NREL开发的磷化铟镓（GaInP）太阳电池；下部分是由CSEM采用硅异质结（SHJ）技术开发的晶体硅电池。

NREL高级研究员戴维·杨称，“这是机械堆叠类电池的记录，双结器件的性能超过了晶体硅太阳能电池29.4%的理论极限。”

在标准太阳光照下，GaInP／SHJ串联电池的效率高达29.8%。图片：GaInP／SHJ串联电池的效率高达29.8%的标准光照下的太阳。

杨是论文《GaInP／Si双结太阳能电池在1个太阳下效率实现29.8%》（发表在IEEE光伏期刊上）的共同作者。来自NREL的合作作者还有斯蒂芬妮·埃西希，迈尔斯·斯坦纳，约翰·盖斯，斯科特·沃德，汤姆·莫里亚蒂，文森佐·拉萨尔维亚和保罗·斯坦丁斯。埃西希在第五次国际晶体硅光伏会议上发表了一篇题为“30%高效GaInP／Si叠层太阳能电池的进展”，受到CSEM的关注。

“硅异质结技术是当今叠层太阳能电池中应用的最高效硅技术。”CSEM光伏活动负责人克里斯托弗·巴里夫称。

“CSEM与NREL的科学家已证明底部使用硅异质结太阳电池的串联电池，顶部采用高性能电池，如NREL研发的GaInP太阳电池，可以实现30%的效率。”据CSEM晶体硅活动经理马蒂厄·迪斯贝斯称。

取得这项记录的关键是CSEM提出的新型双结太阳能电池结构设计。首次合作的结果进一步表明，通过组合NREL和CSEM的太阳能电池可以实现更高的效率。

该项研究工作的资金来自美国能源部办公室能源效率和可再生能源太阳计划（旨在实现太阳能比传统能源完全具有成本竞争力）以及瑞士联邦和nano-tera.ch倡议。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所张慧）