六結(jié)III–V太陽(yáng)能電池 效率高達(dá)47.1％

:美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）研究人員最近研發(fā)了一種六結(jié)III–V太陽(yáng)能電池，在1 -Sun光照強(qiáng)度下，電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到39.2％，而在143 Suns的光照強(qiáng)度下，其電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到47.1％。

最近的研究成果發(fā)布在《自然》雜志上

這種電池由6層III–V半導(dǎo)體合金制成的光敏層組成，每層都可以捕獲來(lái)自太陽(yáng)光譜的特定部分的光。研究人員表示，雖然這種電池各種材料加起來(lái)約有140多層，但實(shí)際上厚度卻只有人的頭發(fā)絲的三分之一。報(bào)告還顯示，如果在該結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)一步減小串聯(lián)電阻，甚至可以使實(shí)際使效率超過(guò)50％。

要開(kāi)發(fā)這種多結(jié)電池，必須使晶格不匹配的III–V合金中的原子排列位錯(cuò)最小化，防止亞穩(wěn)的III–V合金中的相偏析，并了解摻雜劑在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)散，難度是非常大的。

去年6月，NREL的研究人員還曾與韓國(guó)高級(jí)科學(xué)技術(shù)研究院的科學(xué)家合作開(kāi)發(fā)了一種利用可重復(fù)使用的鍺襯底生產(chǎn)砷化鎵（GaAs）太陽(yáng)能電池的方法。

NREL過(guò)去曾與總部位于芝加哥的Microlink Devices合作生產(chǎn)了三結(jié)電池，其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的37.75％。

III-V族化合物，是元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb形成的化合物，主要包括砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）和氮化鎵等。

迄今為止，根據(jù)III-V族化合物生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的成本仍居高不下，因此這些重量輕、效率高的材料常常應(yīng)用于無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星等高尖端領(lǐng)域，進(jìn)一步降低此類技術(shù)的成本成了當(dāng)下最緊迫的問(wèn)題。

原標(biāo)題:【技術(shù)前沿】六結(jié)III–V太陽(yáng)能電池，效率高達(dá)47.1％