银改善了单晶层太阳能电池

塔林工业大学（TalTech）的研究人员通过用吸收剂材料中的部分铜由银取代来提高下一代薄膜太阳能电池的效率。薄膜太阳能电池由吸收光的半导体材料多个薄层组成。 自1950年代以来传统上一直在太阳能电池中使用的硅由于光吸收低而需要相当厚的层数。

TalTech研究人员开发的下一代轻质柔性单晶层太阳能电池。 由JüriKrustok教授提供。

TalTech的研究人员正在开发一种名为kesterite的化合物半导体材料，该材料除具有高的光吸收率外，还包含地球上丰富的低成本化学元素，例如铜、锌、锡、硫和硒。为了生产钾长石，TalTech研究人员使用了单颗粒粉末技术。材料和环境技术部光伏材料实验室的Marit Kauk-Kuusik说：“我们正在开发的单粒粉末技术与世界上使用的其他类似太阳能电池制造技术不同。”“与广泛用于生产薄膜结构的真空蒸发或溅射技术相比，单颗粒粉末技术价格便宜。”粉末生长技术是在特殊的室式炉中于750°C加热四天的化学过程。然后，将加热的产物在专用机器中洗涤并过筛。单颗粒粉末由独特的微晶组成，这些微晶在覆盖有超薄缓冲层的大模块中形成并联连接的微型太阳能电池。

“我们已经达到了发展的点，在硅藻土吸收剂材料中用银部分替代铜可以使效率提高2％。这是因为铜本质上是高度可移动的，从而导致太阳能电池效率不稳定。用银代替1％的铜将单晶层太阳能电池的效率从6.6％提高到8.7％，” Kauk-Kuusik说。与上一代光伏模块（即基于硅的太阳能电池板）相比，这提供了主要优势：光伏电池重量轻，柔韧性好，并且可以透明，同时又环保又便宜。研究人员打算在将该技术商业化之前将效率提高到15％。