理解薄膜太陽能電池有效率的原因

許多年以來，科學(xué)家和工程師一直在通過開發(fā)廉價的太陽能電池，既高效又容易制造，讓它能夠大量生產(chǎn)，從而設(shè)法提供低成本太陽能。如今由瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)和技術(shù)研究所(Empa)的科研人員Ayodhya N. Tiwari領(lǐng)導(dǎo)的一個研究組已經(jīng)邁出了一大步：這組科研人員報告了一種CIGS太陽能電池的新型制造技術(shù)，該技術(shù)把微量的鈉和鉀引入了CIGS層中。

這種特殊的處理改變了這個復(fù)雜三明治結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成——因此也就改變了它的電屬性，這被包括詳細(xì)的電子顯微鏡研究等各種方法證實。這種新方法的細(xì)節(jié)已經(jīng)以“網(wǎng)絡(luò)先行發(fā)表”的方式發(fā)表在了著名的《自然材料》雜志上。

利用這種技術(shù)，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)和技術(shù)研究所(Empa)的科研人員又一次能夠利用柔性塑料膜上的CIGS薄膜太陽能電池顯著增加從陽光到電力的能量轉(zhuǎn)化效率——達到了20.4％的新紀(jì)錄，這代表了2011年5月這個研究組創(chuàng)造的18.7％的此前紀(jì)錄的一個重大改進。這終于讓CIGS電池能夠與最好的多晶硅電池競爭。

直到最近，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)和技術(shù)研究所(Empa)的CIGS電池是世界上最有效率的;但是在10月底，德國斯圖加特的太陽能和氫能研究中心(ZSW)的一個德國研究組公布了效率達20.8％的CIGS電池，盡管他們使用了遠遠更高的處理溫度和(剛性的)玻璃作為襯底。這個略微改善的紀(jì)錄表明CIGS薄膜電池技術(shù)是“熱門”課題——而瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)和技術(shù)研究所(Empa)正處于這個前沿。