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Alta Devices 刷新太阳能电池效率达28.2%
发布时间:2011-06-24     来源: 艾萊光伏网
本文摘要:创建于2007年,位于美国加州Santa Clara的阿尔塔设备公司(Alta Devices)称,已取得创纪录的太阳能电池效率达28.2%,接近理论最大...

  创建于2007年,位于美国加州Santa Clara的阿尔塔设备公司(Alta Devices)称,已取得创纪录的太阳能电池效率达28.2%,接近理论最大值33.5%。这个数值大约比去年的纪录高出2个百分点。阿尔塔设备公司称,其创新技术可用于进行大规模生产。

  如果太阳能发电要与化石燃料竞争,提高效率就必不可少。增加单个太阳能电池的输出功率,就可减少每套设备所需要的电池数,也可以削减某些方面的成本,如安装,布线以及一些电子装置方面,因为要把电池板连接到电网。

  阿尔塔设备公司的研究人员研究砷化镓(gallium arsenide),提高内在属性,使它“几乎成为理想的太阳能电池材料,”Alta合伙创始人、加州理工大学(Caltech)应用物理学教授Harry Atwater说,当太阳能电池吸收阳光时,部分能量在阳光照射下产生电子,这些电子被迅速引出电池,形成电力。如果电子被提取得不够快,它们就会衰变,释放能量,成为热或光。丧失这种能量作为热量,就会减少电池产生的电压和电流量,也减少功率输出。但是,相反,如果电子产生的是光,这种光就可被太阳能电池再次吸收,生成另一个电子,这就提供了另一个机会,使能量在阳光下可成为电力。

  在砷化镓中,几乎所有的电子都是产生光,而不是热。在这种最高质量的材料样品中,每进入一个光子,光生产和再吸收循环可发生100次,这就提供了很高的概率,产生的电子最终会被引导发电。为了实现创纪录的太阳能电池的效率,阿尔塔设备公司的研究人员开发了一些化学处理方法,用于材料裂纹,否则,这些裂纹会有一种倾向,绊住电子,并使它们释放能量作为热。他们还努力改进电池背面,确保产生的光子被反射回材料中,从而更有可能使它们产生电力。

  值得注意的是,研究人员能够实现高效率,采用的一些技术,阿特沃特说可以用于廉价制造。砷化镓太阳能电池生产成本一直就非常高,因为他们的制备是采用极高质量的半导体晶片,类似于计算机芯片所用的那种。为了削减成本,阿尔塔设备公司正在使用一项技术,称为外延层剥离(epitaxial liftoff),这种技术的早期版本,开创者是阿尔塔设备公司的联合创始人Eli Yablonovitch,是在20世纪80年代提出的。在该技术的最新版本中,这种晶圆被用作种模板,以培育非常薄的层状晶体材料,形成太阳能电池。这些层随后会摆脱晶圆,采用化学蚀刻剥离,从而使晶圆可以再次使用。

  Atwater说,公司正在努力改善外延层剥离,开发更好的方法,在晶圆上生长结晶层。目前的方法称为化学气相沉积法(chemical vapor deposition),速度太慢,难以制备廉价的太阳能电池。

  这种高效率电池,阿尔塔设备公司已经生产,是体积小的一次性设备。这家公司更大的太阳能电池组件效率较低,约21%。通常情况下,公司转向大规模生产时,效率会下降几个百分点。阿尔塔设备公司也需要证明,这种高效率电池可持续使用数十年,经受风吹雨打,不会显著降低性能。

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