太陽(yáng)能和氫研究中心ZSW、馬丁·路德大學(xué)的Halle-Wittenberg（MLU）和Helmholtz-Zentrum Berlin（HZB）最近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可以提高薄膜太陽(yáng)能電池性能以將更多的陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵點(diǎn)。研究團(tuán)隊(duì)的目的是研究CIGS薄膜太陽(yáng)能電池和模塊中主要的損耗機(jī)制，以便通過(guò)創(chuàng)新措施減少或消除這些損耗。

　　近年來(lái)，CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的最大理論效率達(dá)到了33％，但仍有大約十個(gè)百分點(diǎn)的潛力尚未開發(fā)。這由CIGS太陽(yáng)能電池功能層和不同界面處的損耗機(jī)制，損失機(jī)制的確切地點(diǎn)和原因一直都不明。

　　ZSW，MLU和HZB的研究人員通過(guò)將實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法與計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合，來(lái)識(shí)別這種類型的損耗機(jī)制。HZB使用各種電子顯微鏡技術(shù)和光電測(cè)量方法分析了高效的CIGS太陽(yáng)能電池，從而為MLU開發(fā)的二維設(shè)備仿真提供了現(xiàn)實(shí)的價(jià)值。

　　ZSW通過(guò)共蒸發(fā)工藝制造了CIGS電解槽，該工藝同時(shí)在真空中沉積銅、銦、鎵和硒。無(wú)需額外的抗反射層，電池的效率為21％。該電池的物理微觀結(jié)構(gòu)以及在各種分析方法的實(shí)驗(yàn)中獲得的值用作二維模擬的輸入?yún)?shù)。

　　計(jì)算機(jī)模擬表明，CIGS層內(nèi)電活性晶界處復(fù)合的增加構(gòu)成了顯著的損耗機(jī)制。最重要的是，這會(huì)降低開路電壓和填充系數(shù)，從而降低電池的效率。

　　要進(jìn)一步提高CIGS薄膜太陽(yáng)能電池和組件的效率，需要做的是降低電活性晶界的密度并生產(chǎn)出具有較大晶粒的CIGS層。這可以通過(guò)技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，通過(guò)在CIGS層中添加添加劑，調(diào)整基材材料或優(yōu)化涂層過(guò)程中的溫度平衡。這些將有助于光伏行業(yè)提高CIGS模塊效率。