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中科院电工所制备出转化效率达14.4%的CdTe薄膜太阳能电池

发布日期:2014/6/9

日前,中科院电工所化合物薄膜太阳电池研究组在CdTe多晶薄膜电池上取得新进展,该团队在普通廉价玻璃上制备出了厚度仅为2 μm的CdTe多晶薄膜,经中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心认证,其转化效率达到14.4%,距2012年报道的12.78%转化效率又上了一个台阶,这标志着电工所在CdTe薄膜太阳能电池研究方面取得重要进展。

CdTe 为直接带隙半导体,室温带隙宽度为1.45 eV,带隙值与太阳光谱非常匹配。CdTe吸收系数大于104/cm,只需要1 μm就可以吸收99 %以上、波长小于826 nm的可见光。厚度仅为硅太阳能电池厚度的1/100,制作周期短、成本低、适合于大规模生产。因此,以CdTe薄膜太阳能电池为代表的薄膜太阳电池因其高转换效率、低成本和高稳定性倍受科研和产业关注。

今年2月,美国First Solar公司通过气相输运方法这种高温制备方法,制备的小面积CdTe太阳能电池的转化效率达到了20.4%,与多晶硅电池相同。3月,组件的全面积效率达到了17.0%,这种技术的生产成本也率先降低到了$0.55/Wp,是生产成本最低的太阳能电池技术,但其规模生产工艺技术一直为美国少数企业所垄断。此外,使用低温制备方法磁控溅射技术制备的CdTe多晶薄膜电池最高效率由美国Toledo大学保持,转化效率为14.5%。

此次,电工所在没有使用高阻层的情况下,采用全国产化设备和原料,制备出转化效率达到14.4%的CdTe电池,充分证明了只要研究好器件制备的工艺技术,就能做到国外相同的水平。这一研究成果为我国CdTe薄膜太阳能电池的研究和产业化奠定了基础,将使我国在CdTe电池产业化得到长足发展。
以上工作得到了中国科学院百人计划择优支持、电工所所科研基金的大力支持。

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