新发现：用现成组件制造多结太阳能电池 实现低成本高效率

作者：TraceyPeake

多结太阳能电池是当今市场上最高效的太阳能电池，也是生产成本最高的太阳能电池。在一篇概念验证论文中，北卡罗来纳州立大学的研究人员详细介绍了一种使用现成组件制造多结太阳能电池的新方法，从而降低了成本，提高了用于多种应用的太阳能电池的效率。

多结或堆叠式太阳能电池目前是市场上最高效的电池，可将其吸收的太阳能的45%转化为电能。这些电池是通过将不同带隙的半导体堆叠在一起构成的，从而允许电池吸收不同波长的太阳辐射。然而，这些电池比效率较低的太阳能薄膜更昂贵。

“我们希望以合理的成本创造出高效的太阳能电池，”北卡罗来纳州立大学电气计算机工程的杰出教授、该研究的主要作者SalahBedair说。硅基薄膜太阳能电池非常受欢迎，因为这种材料的效率约为20%，电池的成本约为多结太阳能电池成本的1/10。除此之外其他低成本、低效率的材料也越来越受欢迎。如果我们能利用现有的技术制造出叠层太阳能电池，我们将很快实现我们的目标。”

然而，你不能仅仅把不同的太阳能电池堆叠在一起——不同的材料在结构上是不相容的，因此电荷不能通过它们来收集。为了解决目前多结太阳能电池中的问题，大量掺杂的金属被用于在不同层之间形成隧道结——这为多结太阳能电池的制造增加了巨大的成本和复杂性。

Bedair和他的团队开发了一种更简单的方法，利用金属间键连接由不同材料制成的太阳能电池。在概念验证中，研究小组将一个现成的砷化镓太阳能电池堆叠在一个硅太阳能电池上。

Bedair说：“在多结太阳能电池中，隧道结通过充当金属与金属的连接来实现电连接。”在我们的系统中，铟是实现这一目标的捷径。单个电池的现有金属触点被铟薄膜覆盖。铟薄膜在室温下和低压下很容易结合在一起。其结果是由两种不同的材料制成的太阳能电池，它们是机械堆叠和电气连接的。

“有了这项技术，我们就可以利用便宜的现成解决方案，而无需开发所有新技术。制造商可以简单地对现有产品稍作调整，以提高其在多结太阳能电池中的效率，而不必创造新产品。”

6月19日在伊利诺伊州芝加哥举行的美国电气与电子工程师协会（IEEE）光静态专家会议上提出了“一种从现成的单个电池中提取多结太阳能电池的新方法：砷化镓/硅”。北卡罗来纳州研究生BrandonHagar和研究助理教授PeterColter是本文的合著者。这项工作得到了国家科学基金会1665211号资助。