作為資助的MehrSi項目的一部分,德國弗勞恩霍夫太陽能系統ISE研究所與伊爾默瑙技術大學,馬爾堡菲利普斯大學以及沉積設備制造商Aixtron SE合作,通過優化層結構和技術,使硅襯底上生長的多結太陽能電池效率達到25.9%,創下了紀錄。
鎵和磷原子必須在與硅的界面上占據正確的晶格位置,因此必須很好地控制原子結構,這需要極高的精度。為了獲得必要的外延晶片高質量,在外延生長期間實現所有層的高質量晶體至關重要。
在串聯光伏中,高性能太陽能電池材料的不同組合以彼此疊層的形式排列,以便在將光轉換為電能時更有效地利用不同波長的太陽光。硅適合吸收太陽光譜的紅外部分,然后將幾微米厚的不同III-V半導體化合物層施加到硅基底上,以將紫外線、可見光和近紅外光更有效地轉換為電能。由于使用硅基板的串聯光伏電池,多結太陽能電池比基于其他基板的太陽能電池更具成本效益。
建立技術基礎之后,項目合作伙伴現在正在努力進一步提高效率并降低制造成本,層沉積將實現更快的速度,更高的產量,成本更加優化。特別是,III-V型太陽能電池層中的位錯密度將從108cm-2減小到1-5x106cm-2的范圍,以將效率提高到30%以上。 Aixtron多年來已經與多家合作伙伴合作開發了這種基于硅的III-V多結太陽能電池,得益于Aixtron開發的先進系統技術以及與項目合作伙伴的良好合作,該項目得以實現。
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