研究人员开发新型四结太阳能电池 具有将近50％的功率转换效率

来自芬兰坦佩雷大学的科学家开发了一种III-V型多结太阳能电池，据称该电池的能量转换效率有望达到50%。

基于AlGaInP、AlGaAs和GaInNAsSb材料的宽光谱覆盖(0.7-2.2eV)晶格匹配多结太阳能电池发表在《光伏进展》杂志上，该四结器件由三种不同的III-V材料构建:第一个结为铟镓磷化(InGaP);第二为砷化镓(GaAs);镓-铟-硫化钠-锑(GaInNAsSb)为其他两个结。

这四个器件的带隙分别为1.88、1.42、1.17和0.93电子伏(eV)，根据研究人员的研究，它们的组合实现了广泛的光谱覆盖。科学家们解释说:这种结构有效地覆盖了350-1310nm的光谱范围，理论上，在1000度阳光照射下，波段内效率可以达到52%以上。假设使用最佳带隙为2,1.51、1.16和0.79eV的材料，我们估计在1500太阳时，由于减少了传输和热损耗，效率可能达到49.8%。

半导体器件(如太阳能电池)的带隙决定了需要多少光子进行传导。例如，晶体硅(C-Si)的带隙能量为1.11eV，而碲化镉(CdTe)的带隙能量为1.44eV，其发电效率低于C-Si。

采用分子束外延法(MBE)在砷化镓上单片生长。多结装置的性能是通过商业稳态OAI7千瓦TriSOL太阳模拟器进行测量的，外部量子效率(EQE)是通过一个内部系统进行测量的。EQE是太阳能电池将特定波长的入射光子转换为电能的一个指标。研究人员表示:4J太阳能电池在560太阳光照下的效率为39%，同时在开路电压(Voc)超过4.1V的情况下，即使在1000个太阳时也表现出良好的电气性能。

为了进一步提高太阳能电池的性能，芬兰小组正在研究将带隙超过2eV的铝-镓-铟-磷化(AlGaInP)亚细胞与带隙低于0.8eV的GaInNAsSb底物结合的潜力。