研究人员将砷化镓材料用于太阳能电池板极大提高了能源效率

伊利诺伊大学香槟分校研究人员致力于最大程度地提高太阳能电池板的能源效率,一项新研究表明,通过使用精确控制的制造工艺,研究人员可以生产出多层太阳能电池板,其潜力是传统硅电池板的1.5倍。由伊利诺伊大学厄本那-香槟分校工程师Minjoo Larry Lee领导的研究结果发表在《细胞报告物理科学》杂志上

研究人员将砷化镓材料用于太阳能电池板极大提高了能源效率

硅太阳能电池板之所以流行是因为它们价格适中,并且可以将20%以上的太阳光转化为可用的电能。但是,硅太阳能电池正达到能力极限,因此寻找提高效率的方法对能源供应商和消费者有吸引力。

Lee的团队一直在努力将半导体材料砷化镓磷化物层叠在硅上,因为这两种材料可以互补。两种材料都强烈吸收可见光,但是砷化镓磷却吸收了较少的废热。

尽管砷化镓磷化物和其他类似的半导体材料既有效又稳定,但它们很昂贵,因此,目前完全由它们构成的面板不适合大规模生产。因此,Lee的团队将低成本硅作为研究起点。

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Lee说,在制造过程中,材料缺陷会进入层中,特别是在硅和砷化镓磷化物之间的界面处。只要将具有不同原子结构的材料层叠到硅上,就会形成微小的缺陷,从而损害性能和可靠性。

这项研究开发了一种在砷化镓磷化物电池中形成原始界面的工艺,这大大改善了该领域的早期工作。

最终,一家公用事业公司可以使用该技术从太阳能发电场的相同面积获得1.5倍的能源,或者消费者可以减少1.5倍的屋顶板空间。

虽然在商业化的道路上仍然存在障碍,但研究人员希望能源提供商和消费者将看到使用稳定材料提高性能的价值。

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