硅類多結(jié)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30.2% 刷新世界紀(jì)錄

:德國弗勞恩霍夫研究機(jī)構(gòu)11月9日宣布，該機(jī)構(gòu)的太陽能系統(tǒng)研究所（Solar Energy Systems ISE）與奧地利意唯奇集團(tuán)公司（EV Group，EVG）合作，利用硅（Si）基板成功生產(chǎn)了轉(zhuǎn)換效率高達(dá)30.2%的多結(jié)太陽能電池。

弗勞恩霍夫ISE等試制、轉(zhuǎn)換效率達(dá)30.2％的Ⅲ-V族半導(dǎo)體與硅多結(jié)太陽能電池（出處：Fraunhofer ISE/A.Wekkeli）

這一是德國弗勞恩霍夫研究機(jī)構(gòu)與ISE研究所（FraunhoferISECalLab），對(duì)4cm²面積的太陽能電池測得的轉(zhuǎn)換效率結(jié)果。

該結(jié)果高于以前測量的純硅類太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄26.3%和理論轉(zhuǎn)換效率29.4%，刷新了該類別的世界紀(jì)錄。

發(fā)布稱，研究小組在此次成果中，采用了在電子產(chǎn)業(yè)廣為人知的“晶圓直接鍵合（direct wafer bonding）”技術(shù)，將Ⅲ-V族半導(dǎo)體材料嵌入硅中2～3μm。

具體為，激活等離子體之后，將太陽能電池單元材料在真空中加壓鍵合。Ⅲ-V族半導(dǎo)體材料表面的原子與硅原子形成鍵，可制成單片元件。

發(fā)布稱，此次實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換效率，是完全整合的此種硅類多結(jié)太陽能電池的首項(xiàng)成果。

Ⅲ-V族半導(dǎo)體與硅的多結(jié)太陽能電池，由各太陽能電池單元材料相互重疊構(gòu)成。即“隧道二極管”將鎵銦磷（GaInP）、砷化鎵（GaAs）、硅三個(gè)材料層進(jìn)行內(nèi)部連接，以覆蓋太陽光譜的吸收范圍。

最上面的GaInP層吸收300～670nm波長、中間的GaAs層吸收500～890nm波長、最下層的硅吸收650～1180nm波長的太陽光，并將其轉(zhuǎn)換為電力。Ⅲ-V族半導(dǎo)體層是在GaAs基板上外延析出形成，與硅基板接合。

雖然從外觀無法了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，但據(jù)稱作為太陽能電池單元與以往的硅類產(chǎn)品相同。就是說，由于是前面與后面都有接點(diǎn)的簡單結(jié)構(gòu)，因此可以制造成太陽能電池板。

但稱，外延析出和半導(dǎo)體與硅的連接成本的降低，是作為太陽能電池板實(shí)用化的課題。弗勞恩霍夫研究機(jī)構(gòu)的研究小組打算在今后研究解決這一課題。

目前，弗勞恩霍夫ISE正在弗里堡建設(shè)“高效率太陽能電池中心（Center for High Efficiency Solar Cells）”，據(jù)稱將成為使用Ⅲ-V族半導(dǎo)體與硅的新一代太陽能電池技術(shù)的開發(fā)基地。

原標(biāo)題:硅類多結(jié)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30.2％，刷新世界紀(jì)錄