美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的一組研究人員通過(guò)將砷化鎵（GaAs）薄膜堆疊在帶有玻璃夾層的背隙接觸（IBC）硅太陽(yáng)能電池上，模擬了一種四端串聯(lián)的III-V太陽(yáng)能電池。

該項(xiàng)目的主要研究人員Adele Tamboli表示：“雖然我們已經(jīng)做了一些初步的微型模塊集成工作，但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，最終還需要大幅擴(kuò)大尺寸，這些電池在解決幾個(gè)挑戰(zhàn)之后可以達(dá)到商業(yè)化。組件電池都已經(jīng)在工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行了演示。

然而，成本仍然很高，需要降低?！笨茖W(xué)家們解釋道：“該裝置的有效面積為1平方厘米，據(jù)稱與在同一研究水平上建造的類似電池相比，效率更高，因?yàn)樯榛壩諏拥暮穸鹊玫搅藘?yōu)化。如果吸收層太薄，通過(guò)頂部電池的傳輸將增加，而高能量的光子將在較低的電壓下被底部電池收集。如果吸收層太厚，接近吸收層材料的少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度，產(chǎn)生的載流子將過(guò)早地重新結(jié)合，光子能量會(huì)以熱量的形式損失掉?！?/p>

砷化鎵電池是通過(guò)金屬有機(jī)氣相外延（MOVPE）在砷化鎵襯底上生長(zhǎng)的。吸收層的厚度在1.5到3.5微米之間，2.4微米最佳。厚度為300微米的IBC電池由德國(guó)的哈梅林太陽(yáng)能研究所（ISFH）提供。學(xué)者們表示：“通過(guò)將處理過(guò)的砷化鎵電池堆疊在非晶硅底層電池上，中間有一薄層用于反轉(zhuǎn)的環(huán)氧樹(shù)脂，來(lái)組裝串聯(lián)的電池，然后將得到的電池在室溫下固化24小時(shí)?！毖芯咳藛T發(fā)現(xiàn)，當(dāng)砷化鎵厚度超過(guò)1.5微米時(shí)，所有用這種設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的四端串聯(lián)電池的效率都超過(guò)了32%。一個(gè)吸收層厚度為2.8微米的電池顯示出最高的頂部電池和串聯(lián)效率，分別為26.38%和32.57%。研究小組強(qiáng)調(diào)：“雖然這里的砷化鎵頂部電池的填充系數(shù)（FF）略有下降，但I(xiàn)BC底部電池表現(xiàn)出的效率比之前使用的硅異質(zhì)結(jié)底部電池略高?！?/p>

來(lái)源：微鋰電