層壓太陽能電池的研究進(jìn)展

由不同帶隙寬度的亞電池組成的疊層太陽能電池可以有效地新增太陽能電池對入射光子的能量吸收，從而提高其轉(zhuǎn)換效率。本文綜述了光電性能和各種層壓光伏設(shè)備的研究進(jìn)展,如復(fù)合疊層太陽能電池、硅疊層太陽能電池,聚合物層壓色素增感疊層太陽能電池和太陽能電池,并提出一些技術(shù)對策改善疊層太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

近年來，太陽能光伏技術(shù)得到了快速發(fā)展。單晶硅和多晶硅太陽能電池已經(jīng)商業(yè)化，復(fù)合太陽能電池、聚合物太陽能電池和染料敏化太陽能電池也正在開發(fā)中。光伏技術(shù)的發(fā)展歷史證明，要提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，要考慮以下兩個方面。另一方面，改進(jìn)了光伏材料的性能和光伏器件的結(jié)構(gòu)，降低了電池[1]中光載流子的各種能量損耗。假如將不同帶隙寬度的電池組合成疊層太陽能電池，使每個子電池可以吸收與自身帶隙寬度相匹配的光子能量，可以擴(kuò)大陽光的吸收范圍，大大提高轉(zhuǎn)換效率。1994年年,Meier[23]首次提出疊層太陽電池概念,并制作出初始效率為9.1%的疊層電池,此后疊層太陽電池的研究受到了人們的熱切關(guān)

請注意。特別是近年來，通過開發(fā)新材料、改進(jìn)工藝和優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)，使疊層太陽能電池的效率得到了穩(wěn)步提高。目前，GaInP/GaAs/GaInNAs三結(jié)太陽能電池在[4]聚光條件下的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了43.5%。在未來，疊層太陽能電池有望成為高效太陽能電池。綜述了復(fù)合太陽能電池、硅基層壓太陽能電池、聚合物層壓太陽能電池和染料敏化層壓太陽能電池的光伏性能。

作為最有前途的第三代太陽能電池，疊層太陽能電池正在取得重要進(jìn)展。重要研究方向是提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本。為了進(jìn)一步提高太陽能轉(zhuǎn)換效率，要注意以下幾個方面:

1)關(guān)于復(fù)合疊層太陽能電池，要進(jìn)一步改善其隧穿結(jié)特性，優(yōu)化亞電池的材料組成，生產(chǎn)出具有良好的電流匹配、高點陣匹配和帶隙匹配的復(fù)合疊層太陽能電池。

2)進(jìn)一步優(yōu)化硅基疊層太陽能電池的固有層厚度、摻雜濃度和中間層材料，尋找最合適的材料和工藝參數(shù)來提高疊層太陽能電池的性能;

3)加大對高分子材料和有機(jī)染料穩(wěn)定性的研究，提高高分子層壓太陽能電池和染料敏化層壓太陽能電池的穩(wěn)定性。隨著疊層太陽能電池技術(shù)的發(fā)展，疊層太陽能電池有望在不久的將來成為光伏產(chǎn)業(yè)的主流。