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在第48屆IEEE光伏專家大會上，來自德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer ISE)的研究人員展示了他們是如何在單色光下，使用一種光伏電池創(chuàng)下了68.9%的轉(zhuǎn)換效率記錄。

該電池的主要成分為砷化鎵，暴露在858納米的激光下。

研究小組表示，除了太陽電池的傳統(tǒng)用途外，光伏設(shè)備還可以與激光一起用于有效的電力傳輸。

研究人員指出，這是迄今為止獲得的、將光轉(zhuǎn)化為電能的最高效率。

為了創(chuàng)下效率記錄，研究小組使用了由砷化鎵制成的薄型光伏電池，并在其余的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的背面應(yīng)用了幾微米厚的高反射率導(dǎo)電鏡。


研究人員表示：“在光伏電池中，光被電池結(jié)構(gòu)吸收。光可以釋放正負電荷，這些電荷被傳導(dǎo)到電池觸點的正面和背面，用于產(chǎn)生電力。當(dāng)入射光能量略超過半導(dǎo)體材料固有的帶隙能量時，光伏效應(yīng)就會發(fā)揮作用。因此，當(dāng)作為光源的單色激光與合適的半導(dǎo)體化合物材料相匹配時，理論上就可以實現(xiàn)高效率。”

研究人員表示，在這種被稱為“光能”的新能量傳輸形式中，激光能量通過空氣或光纖傳輸給一個光伏電池，這個光伏電池的性能與單色激光的功率和波長相匹配。

與傳統(tǒng)的銅線輸電相比，新的光能傳輸系統(tǒng)有利于需要電隔離電源、防雷、防爆以及電磁兼容的應(yīng)用。

該研究小組的負責(zé)人Henning Helmers表示：“這種薄膜方法在效率方面具備了兩項明顯優(yōu)勢。首先，光子被捕獲在電池中，對于接近帶隙的光子能量的吸收達到最大化。同時，這最大限度的減少了熱損耗和傳輸損耗，使電池更有效率。其次，通過輻射重組額外產(chǎn)生的內(nèi)部光子被捕獲并有效循環(huán)。這延長了有效載流子的壽命，額外提高了電壓。”

ISE研究所所長Andreas Bett表示：“光能傳輸有多方面的應(yīng)用。例如，風(fēng)力渦輪機的結(jié)構(gòu)監(jiān)測；高壓線監(jiān)測，飛機油箱中的燃料傳感器或無源光學(xué)網(wǎng)絡(luò)；體外植入物的光學(xué)供應(yīng)或為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供無線電源。”

據(jù)報道，2021年4月， ISE研究人員獲得了26%的雙面接觸硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率，創(chuàng)下記錄。

Mercom早些時候曾報道稱，ISE研究人員直接在硅材料上研發(fā)的III-V/Si串聯(lián)太陽能電池創(chuàng)下了25.9%的效率記錄。 

原標(biāo)題：砷化鎵太陽電池效率達68.9%！Fraunhofer ISE再創(chuàng)新記錄