加州大學(xué)洛杉磯分校薩穆里分校工程學(xué)院的材料科學(xué)家開發(fā)了一種高效的薄膜太陽能電池，該太陽能電池由于其雙層設(shè)計而比典型的太陽能電池板能從太陽光中產(chǎn)生更多的能量。

該設(shè)備是通過將鈣鈦礦薄層(一種廉價的鉛和碘的化合物已被證明非常有效地從太陽光中捕獲能量)噴涂到市售太陽能電池上而制成的。形成設(shè)備底層的太陽能電池由銅，銦，鎵和硒化物或CIGS的化合物制成。

該團隊的新電池可轉(zhuǎn)換來自太陽能的22.4%的能量，這是鈣鈦礦-CIGS串聯(lián)太陽能電池功率轉(zhuǎn)換效率的創(chuàng)紀(jì)錄。該性能已在能源部國家可再生能源實驗室的獨立測試中得到證實。(先前由IBM的Thomas J. Watson研究中心的一個小組在2015年創(chuàng)下的記錄是10.9%。)UCLA器件的效率與目前主導(dǎo)光伏市場的多晶硅太陽能電池的效率相近。

這項研究今天在《科學(xué)》雜志上發(fā)表，由加州大學(xué)洛杉磯分校的卡羅爾·楊和小勞倫斯·E·坦納斯材料科學(xué)教授進(jìn)行。

楊說：“通過我們的串聯(lián)太陽能電池設(shè)計，我們從同一設(shè)備區(qū)域的太陽光譜的兩個不同部分吸收能量。” “與單獨的CIGS層相比，這增加了太陽光產(chǎn)生的能量。”

楊補充說，在鈣鈦礦層上噴涂的技術(shù)可以輕松，廉價地結(jié)合到現(xiàn)有的太陽能電池制造工藝中。

電池的CIGS基礎(chǔ)層厚約2微米(或千分之二千毫米)，可吸收陽光并自行以18.7%的效率產(chǎn)生能量，但是增加1微米厚的鈣鈦礦層可提高其效率。 —就像在汽車發(fā)動機上增加渦輪增壓器可以改善其性能一樣。這兩層通過UCLA研究人員設(shè)計的納米級界面連接在一起。該接口有助于為設(shè)備提供更高的電壓，從而增加了設(shè)備可以輸出的功率。

整個組件位于約2毫米厚的玻璃基板上。

楊說：“我們的技術(shù)使現(xiàn)有CIGS太陽能電池的性能比其原始性能提高了近20%。” “這意味著能源成本降低了20%。”

他補充使用雙是設(shè)備層的設(shè)計最終可能接近30%的電源轉(zhuǎn)換效率。這將是研究小組的下一個目標(biāo)。