此前,太阳能电池开发的研究课题之一是如何减少这种再结合。但是,据Yablonovitch介绍,太阳能电池输出电压越高,通过再结合产生的光子就越多,这是无法避免的。因此,Yablonovitch想到,“如果把太阳能电池设计成便于增加再结合产生的光子就行了”。而且,通过理论计算证实,将再结合产生的光子积极逃逸到太阳能电池外部时,输出电压会提高。Alta Devices在基于这一思路试制太阳能电池时,获得了打破原来记录的转换效率。
传统太阳能电池的元件构造采用光子一旦入射就尽量不让其外逃的设计。结果,通过再结合产生的光子也变得无处可逃,但这样似乎反而会降低太阳能电池的发电性能。
6、三菱化学开发成功转换效率达到11.0%的有机薄膜太阳能电池
三菱化学在日本第61届高分子学会年度大会及该公司的Web网站上表示,该公司开发的有机薄膜太阳能电池的转换效率达到了11.0%。虽然这是尺寸只有数mm见方的小型单元的测量值,但却超过了德国Heliatek公司2012年4月公布的10.7%的数值,是目前有机薄膜太阳能电池中全球最高的转换效率。
三菱化学还宣布,在该公司建于日本冈山县的水岛工厂,采用卷对卷(R2R)方式生产有机薄膜太阳能电池的试验工厂已开工。在此次高分子学会上三菱化学还公开了该试验工厂制造的宽度接近20cm的卷状有机薄膜太阳能电池。
7、有机薄膜太阳能电池效率达到10.7%,Heliatek采用串联构造
德国太阳能电池厂商Heliatek开发出了转换效率为10.7%的有机薄膜太阳能电池,这一转换效率达到了当前全球最高水平。Heliatek曾于2012年4月27日发布了该太阳能电池,此次又在日本山形大学有机电子研究中心2012年5月11日于东京主办的国际研讨会上,Heliatek的共同研发员德国德累斯顿工业大学教授、IAPP所长Karl Leo就该电池的详细情况发表了演讲。
有机薄膜太阳能电池采用了被称为低聚体的低分子有机半导体材料,元件采用串联构造。据介绍,如果制作非串联构造的单接合型元件,转换效率为7%。此次测定使用的单元面积为1.1cm2,测定结果获得了德国检查机构SGS Institut Fresenius的认证。
普通的硅类太阳能电池在低照度和高温情况下转换效率会下降。而此次的太阳能电池在低照度下转换效率反而会提高,在80℃的高温下转换效率也基本不会降低。
另外,Heliatek曾于2011年12月发布了德国Fraunhofer ISE Cat Lab对电池单元的测量值。当时的转换效率为9.75±0.3%,形状因子(FF)为68.27±0.68,开路电压(VOC)为1.6930±0.0085V,短路电流为9.08±0.23mA。此次SGS认证的测量值是改善单元特性后的最新结果。
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