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“掺杂”将提高碲化镉薄膜太阳能电池转化率

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-09-06  来源:中国科学报  浏览次数:2634
核心提示:为了实现太阳能的廉价应用,科学家和工程师们都在积极寻找着低成本的生产技术,柔韧的薄膜太阳能电池展示出巨大潜力。因为它们仅需要少量材料,通过卷到卷的工序处理就可以大批量生产。而市场占有率仅次于硅基太阳能电池的碲化镉薄膜太阳能电池,目前来看生产成本是最为廉价的。

  为了实现太阳能的廉价应用,科学家和工程师们都在积极寻找着低成本的生产技术,柔韧的薄膜太阳能电池展示出巨大潜力。因为它们仅需要少量材料,通过卷到卷的工序处理就可以大批量生产。而市场占有率仅次于硅基太阳能电池的碲化镉薄膜太阳能电池,目前来看生产成本是最为廉价的。

  不过,这些覆盖式太阳能电池往往需要一种能让日光穿过并到达碲化镉聚光层的透明支架材料,这也限制了媒介物对透明材料的选择性。如今,太阳能电池多采用柔韧的箔金属片作为支架材料,但金属箔基板架构里的碲化镉电池表现却不佳,利用效率低于8%。

  为了提高碲化镉电池的转换效率,瑞士材料科技联邦实验室(EMPA)光电薄膜实验室的研究人员决定在高真空下尝试将铜蒸发到碲化镉层,同时通过后续的热处理将铜原子透入碲化镉。试验中他们很快意识到,铜的数量必须精心地控制,如果使用太少或过度掺杂,碲化镉电池的转换效率都不会有太大改善。然而,当对铜蒸发数量进行适当的调整存放后,一个铜单一原子层附着在碲化镉表层上时,电子性能有了明显改善,效率也提高到12%以上。

  现在,柔韧的金属箔碲化镉太阳能电池的最高效率仍多少有点低于2011年开发的聚酰亚胺箔太阳能电池。EMPA实验室组长斯蒂芬表示,接下来,他们还将会把研究集中在降低碲化镉之上窗口层的厚度,使更多阳光被收集在碲化镉层,从而提高效率。

 
 
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