叠层太阳电池的研究进展

时间：2014-10-16 16:23:52来源：本站原创浏览次数：

由不同禁带宽度的子电池组合成的叠层太阳电池，可以有效增加太阳电池对入射光子的能量吸收，以达到提高其转换效率的目的．本文评述了各类叠层光伏器件，如化合物叠层太阳电池、硅基叠层太阳电池、聚合物叠层太阳电池和染料敏化叠层太阳电池的光伏性能与研究进展，并提出了提高叠层太阳电池转换效率提高的某些技术对策．

近年，太阳能光伏技术获得了快速发展．单晶硅与多晶硅太阳电池已经产业化，化合物太阳电池、聚合物太阳电池以及染料敏化太阳电池也正在研究开发之中．光伏技术的发展历史证明，若要提高太阳电池的转换效率，应主要从以下２方面考虑：一方面是拓宽太阳电池对太阳光谱的吸收范围，以增加光子的吸收量；另一方面是改善光伏材料的性质和光伏器件的结构，以减小光生载流子在电池中的各种能量损耗［１］．如果将不同禁带宽度的电池组合在一起制作成叠层结构太阳电池，使每个子电池吸收和自身禁带宽度相匹配的光子能量，可以达到拓宽对太阳光的吸收范围的目的，进而大幅提高其转换效率．１９９４年，Ｍｅｉｅｒ［２３］首次提出叠层太阳电池概念，并制作出初始效率为９．１％的叠层电池，此后叠层太阳电池的研究受到了人们的热切关

注．尤其是最近几年，人们通过不断开发新材料，改进工艺技术，优化电池结构，使得叠层太阳电池的效率在稳步提升．目前，在聚光条件下ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／ＧａＩｎＮＡｓ三结太阳电池已经达到了４３．５％的转换效率［４］．人们预计，叠层太阳电池在未来作为高效率太阳电池具有巨大的发展潜力．本文评述了化合物太阳电池、硅基叠层太阳电池、聚合物叠层太阳电池和染料敏化叠层太阳电池的光伏性能，并提出了提高叠层太阳电池转换效率的技术对策．

作为最有应用前景的第３代太阳电池，叠层太阳电池的研究正取得重要进展．在提高太阳电池的转换效率的同时，降低制作成本是研究的主要方向．为了进一步提高叠层太阳转换效率，今后还要注意以下几方面的工作：
１）对于化合物叠层太阳电池，应进一步改善隧穿结特性和优化子电池的材料组分，制作出电流匹配性好、晶格匹配度高、带隙匹配的化合物叠层太阳电池；

２）对硅基叠层太阳电池子电池的本征层厚度、掺杂浓度及中间层材料进行进一步优化，寻找最合适的材料和工艺参数，以提高叠层太阳电池的性能；

３）加大对聚合物材料和有机染料稳定性的研究，提高聚合物叠层太阳电池和染料敏化叠层太阳电池的稳定性．随着对叠层太阳电池研究的不断深入以及工艺水平的发展，叠层太阳电池有望在不远的将来成为光伏产业的主流．

文章标签：太阳能电池聚合物电池

上一篇：美日韩及中国动力电池制造技术现状
下一篇：锂电池会爆炸吗？