少妇视频无码专区,三级黄线在线免费播放,婷婷在线免费手机视频,潮喷潮喷吧日韩人妻无码,中文亚洲天堂,亚洲午夜福利一级无码男同,国内高清无码视在线

編者按：
在無聚光器的1個標(biāo)準(zhǔn)太陽光輻照下疊層電池獲得了39.2%的轉(zhuǎn)換效率，刷新了無聚光類型太陽電池效率的世界紀(jì)錄;而在聚光條件下(143個太陽光輻照強(qiáng)度)，電池器件更是提升到47.1%的高效率，創(chuàng)造了最高效太陽電池的世界紀(jì)錄。


由于半導(dǎo)體固有的帶隙特點，單結(jié)半導(dǎo)體太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率存在理論極限，即肖克利-奎伊瑟效率極限(S-Q極限，約31%)。而將不同帶隙(光譜響應(yīng)范圍不同)的電池進(jìn)行串聯(lián)構(gòu)建疊層太陽電池被認(rèn)為是電池效率突破S-Q效率極限值強(qiáng)有力的技術(shù)路徑。

圍繞上述問題，美國國家可再生能源實驗室(NREL)Thomas Moriarty教授課題組牽頭的國際聯(lián)合研究團(tuán)隊設(shè)計制備了基于III–V族異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體的六結(jié)疊層太陽電池，通過對制備工藝和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，有效克服了不同晶體晶格錯配問題，減少了內(nèi)阻，抑制了相分離，使得電池器件性能顯著提升，在聚光條件下器件獲得了高達(dá)47.1%的認(rèn)證效率(之前效率紀(jì)錄是46.4%)，創(chuàng)造了人類有史以來太陽電池器件光電轉(zhuǎn)換效率最高值，即使在無聚光條件下整個器件依舊可以獲得近40%轉(zhuǎn)換效率(39.2%)，也是目前無聚光太陽電池器件的最高記錄。


圖1 基于III–V族異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體六結(jié)疊層太陽電池結(jié)構(gòu)

相關(guān)研究表明，含有聚光器的基于III-V半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)疊層太陽電池理論效率可突破60%，達(dá)到62%;但由于不同半導(dǎo)體合金之間晶格錯配，導(dǎo)致不同半導(dǎo)體合金之間的載流子傳輸?shù)哪軌据^大(電阻較大)抑制光生電流，此外合金存在相分離問題，上述問題影響了該類電池性能。為此，NREL研究人員以砷化鎵(GaAs)為襯底利用單晶外延反向生長方法，連續(xù)生長了6層不同帶隙結(jié)構(gòu)(分別為2.1、 1.7、1.4、 1.2、0.95和0.69 eV，負(fù)責(zé)吸收不同波段的太陽光)的III-V半導(dǎo)體，且在每層半導(dǎo)體之間都進(jìn)行了表面鈍化處理，形成六結(jié)疊層電池。這種反向制備加上鈍化處理可以有效地減少不同晶格常數(shù)的半導(dǎo)體之間的界面?zhèn)鬏旊娮瑁瑥亩钚』缑娴妮d流子復(fù)合。而為了有效地抑制半導(dǎo)體的相分離，研究人員對相關(guān)的半導(dǎo)體層進(jìn)行了元素?fù)诫s。通過透射電鏡表征顯示，半導(dǎo)體層晶格位錯局域在本身的半導(dǎo)體層沒有擴(kuò)散到相鄰的其他半導(dǎo)體層，這有助于減少內(nèi)阻。隨后在無聚光器的1個標(biāo)準(zhǔn)模擬太陽光下進(jìn)行光電性能測試，獲得了高達(dá)39.2%的認(rèn)證轉(zhuǎn)換效率，是無聚光光伏器件的效率最高值;而當(dāng)加上聚光器后(相當(dāng)于143個標(biāo)準(zhǔn)太陽光輻照強(qiáng)度)，器件的性能顯著提升，效率增加到了驚人的47.1%，是迄今為止所有光伏器件性能的最高值，且通過了機(jī)構(gòu)認(rèn)證。研究人員指出，通過后續(xù)的材料和工藝優(yōu)化完全可以突破50%。

該項研究利用反向單晶外延生長工藝制備基于III-V族半導(dǎo)體的六結(jié)堆疊光伏器件，并結(jié)合元素的摻雜，有效地改善了器件內(nèi)阻抑制了相分離，從而提升了電池性能，在無聚光器的1個標(biāo)準(zhǔn)太陽光輻照下疊層電池獲得了39.2%的轉(zhuǎn)換效率，刷新了無聚光類型太陽電池效率的世界紀(jì)錄;而在聚光條件下(143個太陽光輻照強(qiáng)度)，電池器件更是提升到47.1%的高效率，創(chuàng)造了最高效太陽電池的世界紀(jì)錄。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature Energy》[1]。

[1] Geisz, J.F, France, R.M, Schulte, K.L, et al. Six-junction III–Vsolar cells with 47.1% conversion efficiency under 143 Suns concentration. Nature Energy, 2019,

 原標(biāo)題：美開發(fā)新型六結(jié)疊層太陽電池打破光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄