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德国研制增强型非晶锗光伏电池

来源:【TRD拓尔德】 发布日期:2021-03-26 分享 加入收藏 关注:231

由于a-Ge:H具有很强的光学约束和高吸取系数,吸取器的厚度可以减少到5至10纳米,同时仍然可以达到5%的不透明太阳能电池的效率


(PV-Tech讯)德国航空航天中心(DLR)的研究人员开发了一种基于超薄n-i-p吸取层堆叠和薄膜光谱选择性过滤器的选择性太阳能电池。他们声称它可以用来生产光谱选择性光伏组件,并有可能应用于农业光伏、温室和光生物反应器。


他们在“Spectralengineeringofultra-thingermaniumsolarcellsforcombinationphotovoltaicandphotosynthesis”一文中先容了他们的研究成果,该文章最近发表在《OpticsExpress》上。该器件是一种增强型非晶锗(a-Ge:H)太阳能电池,可以将光限制在超薄吸取器中。


学者们说:“由于a-Ge:H具有很强的光学约束和高吸取系数,吸取器的厚度可以减少到5至10纳米,同时仍然可以达到5%的不透明太阳能电池的效率。大家选择非晶锗而不是非晶硅作为吸取剂材料,是因为它对500纳米以上的波长具有更高的吸取系数。”该小组表示该技术仅依靠等离子体增强气相沉积和磁控溅射,这些都是成熟的、经过工业验证的薄膜沉积方法。


研究员NorbertOsterthun说:“目前大家准备了一个项目,其中光谱选择性太阳能电池将被放大到小型模块尺寸。然后,这些模块将在阿尔梅里亚和奥尔登堡的温室环境中进行测试,代表了欧洲两个非常相关的温室栽培地区的条件。”


光谱选择性细胞使用了所谓的"绿色间隙"和光谱中的红外线(IR)部分,这些部分不被植物用于光合作用。Osterthun补充道:“大家的细胞只吸取太阳光中的绿光和红外光谱部分,同时透射叶绿素在光合作用过程中吸取的蓝光和红光。”研究小组用透明的导电金属-氧化物-金属氧化物(MOMO)多层构建了该细胞。据称该电池的功率转换效率为1.6%和2.3%,蓝色透射率在16%和4%之间,红色透射率在48%和34%之间。


学者们说:“在MOMO反射器中研究了三种不同的银层厚度,通过调整银层厚度,可以改变用于照亮藻类或植物和用于产生光电流的光之间的比例。该太阳能电池显示出巨大的潜力,可以将光伏与光合作用相结合,达到太阳能电池在生物反应器、温室或农田上的新应用。”


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