双层太阳能电池组记录有效发电

来自加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院的材料科学家开发出一种高效的薄膜太阳能电池，由于其双层设计，它可以产生比典型太阳能电池板更多的阳光能量。

该装置是通过在商业上可获得的太阳能电池上喷涂一层薄薄的钙钛矿-一种廉价的铅和碘化合物制成的，这种化合物已被证明非常有效地捕获来自太阳光的能量。形成器件底层的太阳能电池由铜，铟，镓和硒化物或CIGS的化合物制成。

该团队的新电池转换了22.4%来自太阳的能量，这是钙钛矿-CIGS串联太阳能电池的功率转换效率的记录。该表现在美国能源部国家可再生能源实验室的独立测试中得到证实。(之前的记录，由IBM的ThomasJ.Watson研究中心的一个小组于2015年设定，为10.9%。)UCLA设备的效率与目前主导光伏市场的多晶硅太阳能电池的效率相似。

这项研究发表于今天的“科学”杂志，由杨洋，加州大学洛杉矶分校的卡罗尔和劳伦斯·E·坦纳斯，材料科学教授领导。

“通过我们的串联太阳能电池设计，我们在相同的设备区域从太阳光谱的两个不同部分吸收能量，”杨说。“与单独的CIGS层相比，这增加了太阳光产生的能量。”

Yang补充说，喷涂在钙钛矿层上的技术可以很容易且廉价地结合到现有的太阳能电池制造工艺中。

细胞的CIGS基层，其为约2微米(或一毫米的两千分之一)厚，吸收太阳光，并以18.7%的效率自身的速率产生能量，但添加了1微米厚的钙钛矿层提高了其效率-就像在汽车发动机上增加涡轮增压器可以改善其性能一样。这两层由加州大学洛杉矶分校研究人员设计的纳米尺度界面连接在一起;该接口有助于为器件提供更高的电压，从而增加其可输出的功率。

并且整个组件位于厚度约为2毫米的玻璃基板上。

“我们的技术使现有的CIGS太阳能电池性能比原来的性能提高了近20%，”杨说。“这意味着能源成本降低了20%。”

他补充说，使用双层设计的设备最终可以实现30%的功率转换效率。这将是研究小组的下一个目标。

该研究的主要作者是Yang实验室的访问研究员QifengHan，以及最近在加州大学洛杉矶分校获得博士学位的Yao-TsungHsieh和LeiMeng。该研究的其他作者是Yang的研究小组的成员和SolarFrontierCorp.的日本厚木研究中心的研究人员。

该研究得到了国家科学基金会和空军科学研究办公室的支持。杨和他的研究小组多年来一直致力于串联太阳能电池的研究，他们的成就包括开发可用于窗户的透明串联太阳能电池。