層壓太陽(yáng)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(yáng)能電池可以有效地新增太陽(yáng)能電池對(duì)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(yáng)能電池、硅疊層太陽(yáng)能電池,聚合物層壓色素增感疊層太陽(yáng)能電池和太陽(yáng)能電池,并提出一些技術(shù)對(duì)策改善疊層太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。

近年來(lái)，太陽(yáng)能光伏技術(shù)得到了快速發(fā)展。單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)商業(yè)化，復(fù)合太陽(yáng)能電池、聚合物太陽(yáng)能電池和染料敏化太陽(yáng)能電池也正在開(kāi)發(fā)中。光伏技術(shù)的發(fā)展歷史證明，要提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，要考慮以下兩個(gè)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(yáng)能電池，使每個(gè)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(yáng)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(yáng)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(yáng)電池的研究受到了人們的熱切關(guān)

請(qǐng)注意。特別是近年來(lái)，通過(guò)開(kāi)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(yáng)能電池的效率得到了穩(wěn)步提高。目前，GaInP/GaAs/GaInNAs三結(jié)太陽(yáng)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(lái)，疊層太陽(yáng)能電池有望成為高效太陽(yáng)能電池。綜述了復(fù)合太陽(yáng)能電池、硅基層壓太陽(yáng)能電池、聚合物層壓太陽(yáng)能電池和染料敏化層壓太陽(yáng)能電池的光伏性能。

作為最有前途的第三代太陽(yáng)能電池，疊層太陽(yáng)能電池正在取得重要進(jìn)展。重要研究方向是提高太陽(yáng)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(yáng)能轉(zhuǎn)換效率，要注意以下幾個(gè)方面:

1)關(guān)于復(fù)合疊層太陽(yáng)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(diǎn)陣匹配和帶隙匹配的復(fù)合疊層太陽(yáng)能電池。

2)進(jìn)一步優(yōu)化硅基疊層太陽(yáng)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(lái)提高疊層太陽(yáng)能電池的性能;

3)加大對(duì)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(yáng)能電池和染料敏化層壓太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性。隨著疊層太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展，疊層太陽(yáng)能電池有望在不久的將來(lái)成為光伏產(chǎn)業(yè)的主流。