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加州大學洛(luo)杉磯(ji)分校薩穆(mu)里分校工程學院的材料(liao)科(ke)學家(jia)開發了一種(zhong)高效的薄(bo)膜太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池(chi)(chi)，該太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池(chi)(chi)由于其雙層設計(ji)而比典型的太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池(chi)(chi)板(ban)能(neng)(neng)(neng)從太(tai)陽光中產生(sheng)更多的能(neng)(neng)(neng)量。

該(gai)設備是通過(guo)將鈣鈦礦薄層(一(yi)種廉價的(de)鉛和(he)碘的(de)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)已被證明(ming)非(fei)常(chang)有效地從太陽光(guang)中捕獲(huo)能量)噴涂到市(shi)售太陽能電(dian)池(chi)上而制成的(de)。形成設備底(di)層的(de)太陽能電(dian)池(chi)由(you)銅(tong)，銦，鎵和(he)硒化(hua)(hua)(hua)物(wu)或CIGS的(de)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)制成。

該團隊的(de)新電(dian)池(chi)可(ke)轉換來自太陽(yang)(yang)能(neng)的(de)22.4%的(de)能(neng)量，這是(shi)鈣鈦(tai)礦-CIGS串聯太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池(chi)功(gong)率轉換效率的(de)創紀錄。該性能(neng)已在能(neng)源(yuan)部國家可(ke)再生能(neng)源(yuan)實驗室的(de)獨立測(ce)試中得到證實。(先前(qian)由IBM的(de)Thomas J.Watson研究中心(xin)的(de)一(yi)個小組在2015年創下(xia)的(de)記錄是(shi)10.9%。)UCLA器件(jian)的(de)效率與目前(qian)主導光(guang)伏(fu)市場的(de)多晶硅太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池(chi)的(de)效率相近。

這項研究今天在《科(ke)學(xue)》雜(za)志(zhi)上(shang)發表，由(you)加州大學(xue)洛杉磯分(fen)校的(de)卡(ka)羅(luo)爾·楊和小勞倫斯·E·坦(tan)納斯材料(liao)科(ke)學(xue)教授(shou)進行。

楊說：“通過(guo)我(wo)們的串聯太(tai)陽(yang)能電池設計(ji)，我(wo)們從同一設備區域的太(tai)陽(yang)光譜的兩個不同部(bu)分吸收(shou)能量。”“與單獨的CIGS層相(xiang)比，這增(zeng)加(jia)了太(tai)陽(yang)光產(chan)生的能量。”

楊補充說，在(zai)鈣鈦礦(kuang)層(ceng)上噴涂的技術可以輕松，廉價地結合到現有的太陽能電(dian)池制造工藝中。

電(dian)池的(de)(de)CIGS基礎(chu)層(ceng)(ceng)厚約2微米(mi)(或千分之二千毫(hao)米(mi))，可(ke)吸收陽光并自行以18.7%的(de)(de)效率產(chan)生能量(liang)，但是增(zeng)加(jia)1微米(mi)厚的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)層(ceng)(ceng)可(ke)提(ti)高其(qi)(qi)效率。—就像在(zai)汽車發動機上增(zeng)加(jia)渦輪增(zeng)壓器可(ke)以改(gai)善(shan)其(qi)(qi)性(xing)能一樣。這(zhe)兩層(ceng)(ceng)通過UCLA研究(jiu)人員設計的(de)(de)納米(mi)級界面連接在(zai)一起。該接口(kou)有助(zhu)于(yu)為(wei)設備(bei)(bei)提(ti)供(gong)更高的(de)(de)電(dian)壓，從而(er)增(zeng)加(jia)了設備(bei)(bei)可(ke)以輸出的(de)(de)功率。

整個組件(jian)位于(yu)約2毫米厚的玻璃(li)基板上。

楊說：“我們的技術使現有CIGS太陽能(neng)電池的性能(neng)比其(qi)原始性能(neng)提高了近20%。”“這意味著能(neng)源成本(ben)降低了20%。”

他(ta)補充使用雙是設(she)(she)備層(ceng)的設(she)(she)計(ji)最終可能接(jie)近30%的電(dian)源轉換效率(lv)。這將是研究小(xiao)組的下一個目(mu)標(biao)。