新的太阳能电池记录 – 新的太阳能电池记录

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串联效率更高 – 新的太阳能电池记录

光伏研究正在再现，以进一步提高太阳能电池的效率。串联光伏越来越集中在其中，其中强大的太阳能电池材料以不同的组合结合在一起，以便在将光转化为电能时更有效地使用太阳光谱。现在，Fraunhofer ISE的效率为25.9％，这是直接在硅上生长的III-V/Si串联细胞的新记录。这首先是在廉价的硅底物上生产的 – 通往串联光伏的经济解决方案途径的重要里程碑。

 

 

弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 ISE 多年来一直致力于多个太阳能电池的研究，其中两个或三个子电池一个一个地排列在另一个之上，以将不同波长的阳光转化为电能。硅适合作为光谱的红外部分的吸收剂，并且在其顶部应用了几微米厚的 III-V 半导体层，这些材料来自元素周期表的 III 族和 V 族，可转换紫外线、可见光和可见光。近红外光更有效地转化为电行走。纯 III-V 族半导体太阳能电池已用于太空和聚光光伏发电。通过更具成本效益的工艺与硅作为最低的子电池相结合，串联技术也应该在未来广泛应用于光伏领域。然而，距离那时还有很长的路要走。

直接在硅上生长的 III-V/Si 串联太阳能电池为 25.9%

有不同的方法来创建III V和硅太阳能电池组合。自2019年以来，弗劳恩霍夫（Fraunhofer）对串联太阳能电池的效率为34.1％（新的34.5％），其中IIII-V半导体层从Alsenide底物转移到硅，并通过所谓的3个晶状键连接层。这项技术是有效但昂贵的。因此，多年来，Fraunhofer ISE一直在研究更直接的制造工艺，其中III-V层在硅太阳能电池上分离或同意。在所有层中获得高水晶质量至关重要 – 这是一个巨大的挑战。现在，对于直接在有机硅上生长的III-V/Si串联细胞，已经达到了新的世界创效率。 Fraunhofer ISE科学家Markus Feifel最近在第47届IEEE Photovoltaic专家会议上介绍了他的成功，与许多会议一样，该会议目前正在网上举行，并在混合串联细胞类别中获得了学生奖。这位年轻的太阳能细胞研究员解释说：“从外部，细胞的复杂内部结构不可见，因为所有吸收剂均通过进一步的晶体层连接并电到电连接。”他解释说：“通过在多个单元中交换单个薄层，这一成功取得了成功。” “对我们的细胞进行仔细的分析表明，这层导致了电源线的障碍。”

自 2007 年以来，弗劳恩霍夫研究所的研究人员一直与伊尔梅瑙工业大学、菲利普斯大学一起逐步开发该技术。马尔堡和 Aixtron 公司建立了特殊的外延系统，并对结构的每一层进行了检查。这些开发项目由联邦研究部 BMBF 资助，作为“III-V-Si”和“MehrSi”项目的一部分。新型串联太阳能电池的一个特别亮点是，III-V族层不是像以前那样生长在化学机械抛光的基板上，而是生长在硅片上，仅使用简单的工艺锯切晶体后，进行了廉价的研磨和蚀刻工艺。作为欧洲“SiTaSol”项目的一部分，丹麦公司 Topsil 开发了这些硅片，从而朝着经济生产新型多结太阳能电池迈出了重要一步。未来，我们的目标将是进一步提高效率，更快地沉积层，具有更高的吞吐量，因此更具成本效益，目标是串联光伏发电为能源转型所需的光伏发电做出重要贡献 -可以实现扩展。

能源转型关键技术

太阳能电池的电力是当今世界许多地区最便宜的能源发电形式。 “欧洲光伏研究有许多概念正在进行中，以进一步发展这一关键技术的效率，” Photovoltaic – 负责人Stefan Glunz教授说。 »我们不仅在努力使硅太阳能电池的生产更加可持续性和便宜，而且同时脱颖而出，将与其他半导体材料相关的验证硅领先，以提高效率。我们在串联光伏技术方面取得了成功。 «串联光伏不仅为发电的未来开辟了道路，这些太阳能电池 – 由于其较高的电压 – 也是电解的理想选择，也是将水直接分解为氢气和氧气。这项技术还为提取氢作为能量的储能和能源过渡的重要组成部分做出了贡献。

 

 

AM 1.5g光谱条件下III-V/Si多重太阳能电池的层结构、量子效率和IV特性

串联效率更高 – 新的太阳能电池记录

光伏研究正在努力持续增长太阳能电池的效率。越来越多的重点是串联光伏，其中高性能的太阳能电池材料以各种组合结合在一起，以便在将光转化为电能中更有效地使用太阳能光谱。 Fraunhofer ISE现在报告的是直接在硅上生长的IIII-V/Si串联太阳能电池的新创纪录效率为25.9％。这是第一次在低成本硅底物上产生的 – 通往串联光伏的经济解决方案的重要里程碑。

 

 

弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 ISE 多年来一直致力于多结太阳能电池的研究，其中两个或三个部分电池一层一层地排列，将不同波长的阳光转化为电能。硅适合作为光谱中红外部分的吸收剂，以及 III-V 族半导体层（元素周期表中第 III 族和 V 族的材料），可更有效地将紫外光、可见光和近红外光转化为沉积在其上的电能。其顶部。纯 III-V 族半导体太阳能电池已用于太空和聚光光伏发电。通过更具成本效益的工艺与硅作为最低子电池的结合，串联技术将在未来广泛应用于光伏发电。然而，距离那时还有很长的路要走。

直接在硅上生长的 III-V/Si 串联太阳能电池为 25.9%

有不同的方法来产生III-V和硅太阳能电池组合。例如，自2019年以来，Fraunhofer ISE持有串联太阳能电池的世界纪录34.1％（现在为34.5％），其中IIII-V半导体层从艾森尼层层转移到有机硅的IIII-V半导体层，并通过所谓的LIGG连接了由所谓的LIGG连接。这项技术是有效但昂贵的。因此，Fraunhofer ISE在更直接的制造过程中工作了多年，其中III-V层被沉积或同时显示在硅太阳能电池上。在这里，保持所有层的高晶体质量至关重要 – 这是一个主要的挑战。现在，对于直接在硅上生长的III-V/Si串联太阳能电池，现已实现了25.9％的新创纪录效率。 Fraunhofer ISE科学家Markus Feifel最近能够在第47届IEEE Photovoltaic专家会议上介绍他的成功，该会议像当前的许多会议一样，并在混合串联太阳能电池类别中获得了学生奖。 “从外部，细胞的复杂内部结构看不到，因为所有吸收器均通过其他晶体层相互连接并电线连接，”不到一年的年轻太阳能细胞研究解释说25.9％。他继续说：“通过替换多个电池中的单个薄层来实现这一成功。” “对我们的细胞进行了仔细的分析表明，该层为电源线造成了障碍。”

在小步骤中，自2007年以来，Fraunhofer研究人员与菲利普大学Ilmenau技术大学合作，进一步开发了这项技术。 Marburg和Aixtron公司，建立了特殊的外观设备并检查结构的每一层。论文的发展由德国联邦教育与研究部（BMBF）资助，作为“ III-V-SI”和“ MEHRSI”项目的一部分。新的串联太阳能电池的一个特殊亮点是，III-V层不是像以前的情况一样在化学机械抛光的底物上生长，而是在硅晶片上生长，而在硅晶片上，在锯齿状晶体后，仅使用便宜的磨削和简单的过程处理了晶体，蚀刻过程。在欧洲项目的“ Sitasol”中，丹麦公司Topsil开发了论文硅晶体，因此意识到迈向新的多结太阳能电池的经济生产的重要一步。将来，其目的是进一步进一步启发效率，以便实现更快的速度的沉积，高高的高高，因此更高的成本传统，其目的是串联光伏可以为光伏扩展做出进口的贡献能量周转所必需的。

能源系统转型关键技术

在当今世界的许多地方，太阳能电池的电力是能源产生的最便宜形式。 “欧洲光伏研究正在研究众多概念，以进一步发展这项关键技术的能源周转效率，” Photovoltaics Research Disecons的负责人Stefan Glunz教授说。 “我们不仅在努力使硅太阳能电池的生产更加可持续性和成本效益，而且与此同时，我们也使新的基础是新的基础，以便领导经过验证的硅与其他半导体材料相结合，甚至可以高效。甚至 – 地 – 这一目标，可以将其作为能源储存和能源构造的综合构建，从而有助于培养基。

 

 

AM 1.5g光谱条件下III-V/Si多结太阳能电池的层结构、量子效率和IV特性