非晶硅太阳能电池效率创新纪录

来源:发布时间:2012-04-22 23:59:59
索比光伏网讯:采用光化学变频,使两个低能红色光子在电池中结合,形成一个高能黄色光子,这就可以被捕捉,然后转化为电子。

低成本太阳能电池适合用作屋顶电池板,可以达到破纪录的40%的效率,这是因为一项早期的突破,是悉尼大学(University of Sydney)研究人员和他的德国合作伙伴做出的。



左起:蒂姆•施密特教授和他的研究伙伴克劳斯•利普斯(Klaus Lips)博士在亥姆霍兹材料和能源中心,他们在太阳能电池技术上取得了一项突破。
来源:悉尼大学

借助澳大利亚太阳能研究所(Australian Solar Institute)的支持,悉尼大学化学学院的提姆•施密特(Tim Schmidt)教授携手亥姆霍兹材料与能源中心(Helmholtz Centre for Materials and Energy),开发出一种“太阳能电池涡轮增压器”(turbo for solar cells),称为光化学变频(photochemical upconversion),可以把通常丢失在太阳能电池中的能量转变成电力。

这一发现已发表在《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)杂志上。

蒂姆•施密特教授说,使用变频技术这一工艺,可利用的这部分太阳光谱,目前未被太阳能电池使用,这就不需要耗巨资重新开发太阳能电池。

施密特教授说:“我们可以提高效率,只需要使两个低能红色光子在电池中结合,形成一个高能黄色光子,这就可以捕捉光线,然后转化为电能。”

“我们现在有了一个性能基准,可用于这种上变频太阳能电池。我们需要提高几倍,但是,路径现在是明确的。”

澳大利亚太阳能研究所(Australian Solar Institute)执行主任马克•拓代尔(Mark Twidell)说,这是成功合作的一个极好的范例,就是领先的澳大利亚和德国太阳能研究人员之间的合作。

“总之,澳大利亚和德国可以加速太阳能技术的商业化步伐,降低太阳能发电的成本,”拓代尔先生说。

“这就是为什么澳大利亚太阳能研究所(Australian Solar Institute)支持两国之间的合作,他们有澳大利亚-德国联合太阳能研究和发展计划(Australia-Germany Collaborative Solar Research and Development Program)。”

更多信息:他们的论文《改善捕光的非晶硅太阳能电池采用光化学变频》(Improving the light-harvesting of amorphous silicon solar cells with photochemical upconversion)发表在澳大利亚最近一期的《能源与环境科学》杂志上。

论文摘要说:“单阈值太阳能电池具有根本上的局限性,因为它们只能利用超过一定能量的光子。利用低于阈值的光子,重新辐射这种能量,形成较短的波长,这样就可以提高这些设备的效率。我们报告的是,可以提高捕光效率的氢化非晶硅(a-Si:H:hydrogenated amorphous silicon)薄膜太阳能电池,这是因为可以采用背部变频器,依靠的是有机分子的致敏三线态-三线态-湮灭(triplet–triplet-annihilation)。低能量光在600-750纳米的范围,可转换为550-600纳米的光,这要采用非相干光化学工艺。峰值效率的提高是(1.0±0.2)%,在720纳米测量的辐照相当于(48±3)的太阳光(AM1.5)。我们讨论这些途径,研究适应光化学变频,用于不同的单阈值器件。”

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