硅薄膜太阳能电池转化率达13.6% 破世界纪录

太阳能光伏网一个由日本多家研究机构人员组成的研究小组日前宣称，他们开发出的一种三结薄膜硅太阳能电池获得了13.6%的稳定转化效率，成功打破了此前报道的13.44%的世界纪录。研究人员称，假如进行一些合理化改进，其效率可达14%以上。相关论文发表在《应用物理快报》杂志上。

该研究小组由日本最大的几个研究中心抽调的人员组成，其中包括先进工业科学和技术研究所（aist）、光伏发电技术研究协会（pvtec）、夏普、松下和三菱。

aist研究员佐井田村说，新研究获得了两个重要成果。一是开发出具有先进光捕获能力的薄膜硅太阳能电池；二是在只有4微米厚的微晶吸收层上实现了每平方厘米34.1毫安的光电流密度。

太阳能电池的效率有多种不同类型，通常不同类型效率之间很难进行直接比较。这个研究使用的是稳定的光电转换效率（pce）。

佐井田村指出，太阳能电池只要暴露在光照、湿度、温度等条件下，转换效率就会发生一定程度的衰减，因此大多数太阳能电池都通过初始效率来进行评价。假如电池是像晶体硅这样的材料，性能上还相对稳定；而假如涉及无定形硅即非晶硅，情况将完全不同，在经过暴晒后其导电性能会显著衰退，这种特性被称为swe效应。

许多因素都可能导致光诱导降解硅太阳能电池，一种应对措施是在衬底采用蜂窝结构。此前蜂窝状纹理大多用于单结太阳能电池，其仅由一个半导体材料制成，只吸收一个波长的光。而在新研究中，科学家发现这种结构同样可用于多结太阳能电池，这类电池可以吸收多个波长的光，比单结电池具有更优异的陷光性能。为进一步提高效率，他们还对蜂窝纹理进行了精细的控制，并加入了一种蛾眼结构的防反射膜。

为了作出公正的比较，研究人员对暴露在阳光中一段时间的太阳能电池进行测试。结果表明，这种电池的初始效率可达14.5%，稳定效率也有13.6%。

尽管刷新了一项新的纪录，研究人员认为该电池还有很大的改进空间，在提高太阳能电池顶部层的性能，并解决光谱失配问题之后，其稳定效率将有望突破14%。