雙面CdTe太陽能電池 通過薄膜光刻實現創紀錄功率密度

編譯/高晟鈞

美國國家可再生能源實驗室(NREL)和薄膜光伏製造商First Solar使用裂紋薄膜光刻技術(CFL)開發了一款功率密度為20.3mW/cm2的雙面碲化鎘太陽能電池。

這種碲化鎘雙面太陽能電池的緩衝器,是基於銅、鎵和一氧化碳作為主要原料所製成的。科學家們聲稱,該雙面太陽能電池具有比現在市面上任何大規模生產的多晶體吸收器(Polycrystalline Absorber)還要更高的功率密度。

美國國家可再生能源實驗室(NREL)和薄膜光伏製造商First Solar使用裂紋薄膜光刻技術(CFL)開發了一款功率密度為20.3mW/cm2的雙面碲化鎘太陽能電池。示意圖:RF123

常見的鈍化層,如 Al2O3或是其他氧化物,都具有高電阻,需要直接沉積於CdTe表面後並經過高溫的CdCl2處理。而該團隊透過裂紋薄膜光刻技術,一種低溫的金屬網格圖案沉澱工藝,簡稱CFL來克服這個問題。

CFL工藝的成本低,而近期發表於Nano-Micro Small的研究表示,利用銅、鎵和一氧化碳形成的CuGaOx緩衝劑,結合CFL工藝,可以直接將金屬沉積在半導體表面,形成具有低接觸電組合高耐用性的高質量介面。更重要的是,這種CuGaOx/CFL網格表現出比金(AU)覆蓋區域更好的效能,使得太陽能電池的開路電壓更高,。

經過測試,普通CdTe電池在1個太陽的輻射強度下(1個太陽定義為100 mW/cm 2的輻照度),正反面的效率分別為12.5%和7.6%。而在正面1個太陽和背面0.5個太陽時的輻射強度下,可以產生16.3mW/cm-2的功率密度。另一方面,在配合CFL工藝後,新的雙面太陽能電池可以正面1個太陽和背面0.1個太陽時的輻射強度下,產生20.3mW/cm-2的功率密度,整整高了39%。

作者Chris Muzzillo表示:「目前電池的商業化還有待考慮。與雙面矽基的太陽能電池相比,雙面CdTe的背面效率仍然較低。我們將對此進行更多優化的研究。」

資料來源:Pv-Magazine

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