实现太阳能电池效率的里程碑

该纪录由新南威尔士大学澳大利亚先进光伏中心高级研究员兼主任马克·基夫博士和教授马丁·格林教授设定，使用一个28厘米2的四结微型模块-嵌入棱镜中-从太阳光中提取最大能量。它通过将入射光线分成四个波段来实现这一点，使用混合四结接收器从每束太阳光中挤出更多的电力。

新南威尔士大学的结果，由美国国家可再生能源实验室证实，比此前的纪录几乎更好的44%-是美国，达到24%的效率阿尔塔设备制造，但超过800厘米的更大的表面积2。

“这一令人鼓舞的结果表明，光伏研究仍有进展，使太阳能电池更加高效，”Keevers说。“从每束太阳光中提取更多能量对于降低太阳能电池产生的电力成本至关重要，因为它可以降低所需的投资，并更快地实现回报。”

结果是由2014年创下世界纪录的新南威尔士大学团队获得的，通过使用镜子集中光线实现了40%以上的电力转换率-一种称为CPV(聚光光伏器件)的技术-然后同样分裂各种波长。然而，新的结果是使用没有聚光器的普通阳光实现的。

“值得注意的是，这种效率水平多年来一直没有预料到，”格林说，他是新南威尔士大学40年来一直领导该领域的先驱。“德国AgoraEnergiewende智囊团最近的一项研究设定了一个激进的目标，即到2050年，使用非集中阳光的模块，例如家庭住宅的标准模块，将效率提高35%。

“因此太阳能电池的效率比许多专家预期的要快，这对太阳能来说是个好消息，”他补充道。“但我们必须保持澳大利亚光伏研究的步伐，以确保我们不仅能够取得如此巨大的成果，而且还能继续为澳大利亚带来利益。”

格林说，澳大利亚在光伏领域的研究已经为该国带来了超过80亿美元的流动效益。仅通过新南威尔士大学的PERC电池就可以提高效率，预计未来十年将为国内发电节省7.5亿美元。PERC电池是在新南威尔士大学发明的，现在正成为全球的商业标准。

创纪录的新南威尔士大学迷你模块将玻璃棱镜一面的硅电池与另一面的三结太阳能电池相结合。

三结电池使用三层的组合来瞄准入射太阳光的离散频带：铟-镓-磷化物;铟-镓-砷化物;和锗。当阳光穿过每一层时，每个结以最有效的波长提取能量，而光的未使用部分则通过下一层，依此类推。

由三结电池未使用的入射太阳光的一些红外波段被滤除并反射到硅电池上，从而从每个太阳光束中提取几乎所有能量到达迷你模块。

与28厘米的34.5%，结果2微型模块已经是一个世界纪录，但其比例高达较大800厘米2-从而超越跳跃阿尔塔设备公司的24%-远指日可待。“在扩大规模中，互联互通会有一些边际损失，但我们遥遥领先，完全可行，”基弗说。这种四结设备的理论极限被认为是53%，这使新南威尔士大学的结果在那里的三分之二。

这种类型的多结太阳能电池不太可能很快进入家庭和办公室的屋顶，因为它们需要更多的制造工作，因此比具有单结的标准晶体硅电池成本更高。但新南威尔士大学的团队正在研究降低制造复杂性的新技术，并制造更便宜的多结电池。

然而，频谱分裂方法非常适合太阳能塔，就像澳大利亚RayGen资源公司开发的太阳能塔一样，它使用镜子聚集太阳光，然后直接转换成电能。

这项研究由澳大利亚可再生能源机构(ARENA)提供的140万美元赠款资助，其首席执行官IvorFrischknecht表示，这一成就证明了支持早期可再生能源技术的重要性。

“澳大利亚已经超过其在太阳能研发方面的重量，并被公认为是太阳能创新的全球领导者，”Frischknecht说。“这些早期基金会越来越多地使澳大利亚能够在国内和出口市场回归太阳能股息-并且没有理由相信这种创纪录的技术无法实现同样的结果。”

他指出，新南威尔士大学的团队正在与另一家由ARENA支持的公司RayGen合作，探索如何在聚光太阳能光伏电站推出先进的接收器。

“通过正确的支持，澳大利亚世界领先的研发部门可以通过不断推出的屋顶太阳能和公用事业规模的太阳能项目(例如ARENA通过其目前价值1亿美元的大规模太阳能项目推出的太阳能项目)来实现家庭效率的提升。他补充道，“从长远来看，这些创新技术在我们的屋顶和我们的田地中也可能占用更少的空间。”

与新南威尔士大学合作的其他研究合作伙伴包括光伏组件制造商天合光能和美国国家可再生能源实验室。

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