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日研制出非硅系高光电转换率太阳能电池

2008年7月21日 08:54 科技日报

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日本产业技术综合研究所近日发布新闻公告宣称，该所的太阳光发电研究中心研制出一种新型太阳能电池，重量轻，体积小，可弯曲，最重要的是可以高效率地将太阳光转化为电能，将使用铜铟镓硒（CIGS）薄膜的可弯曲太阳能电池的光电转换效率，由17.5％提高到17.7％。这项研究成果因此被业界称为一项技术飞跃。

据介绍，这种太阳能电池的核心部位———光电转换层采用的是一种由铜、铟、镓、硒合成的半导体材料———铜铟镓硒（CIGS）薄膜。这种半导体材料具有转化率高、不易老化、经久耐用、耐放射线等优点。更重要的是，使用CIGS薄膜作光电转换层，可以将其厚度做到几微米，因而大大缩小了太阳能电池的体积。此外，由于十分轻薄，该材料制成的太阳能电池还可以弯曲，能够应用于凹凸的墙面和物体表面，显现出十分广阔的应用前景。

但是，单以CIGS材料进行光电转换，其效率还不能满足需要，为此研究人员尝试使用各种方法提高其光电转换效率。最终，研究人员通过在基板上铺设稳定的碱化合物硅酸盐玻璃层的方法解决了这一难题。碱化合物硅酸盐玻璃层位于CIGS材料层与基板之间，可以大幅度促进CIGS材料层的能量转换。试验结果显示，这种经过改良的太阳能电池的有效面积效率（按太阳能电池除网状电极之外的受光面积所换算出来的实际转换效率）达到了17.7％，创造了世界记录。而此前世界上能量转换效率能达到12％以上的太阳能电池也不过只有两三例。

此外，为配合这种新型太阳能电池的生产，日本帝人公司还开发出一种新的工艺，这种工艺可以使被用作CIGS电池基板的聚合物材料直接在玻璃板上生成，在这种玻璃板上制造CIGS电池之后，可以很方便地直接将已经与CIGS材料紧密地结合在一起的聚合物基板剥离下来，大大减轻了电池制造方面的难度。

该所下一步的研究目标是将这种提高光电转换效率的技术，应用于相当于实用尺寸的太阳能电池模块中。

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