日本產總研與豐田實現輕量軟性CIS太陽電池模組之高效率化,光電轉換效率達18.6%

 

刊登日期:2021/7/1
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日本產業技術總合研究所(AIST)發表與豐田汽車(TOYOTA)成功地達到了軟性三元化合物銅銦硒化物(CIS)太陽電池的高效率化。產總研表示CIS類太陽電池具有高光電轉換效率、長期可靠性等特性,但因使用重量較重的玻璃基板,缺乏柔軟性,因此對於輕量、可因應曲面需求的CIS類太陽電池模組的開發寄予期待。再者,利用玻璃基板製作CIS類太陽電池之際,可藉由在光吸收層擴散、添加鹼金屬的方式實現高性能化,但在薄膜基板無法進行同樣的擴散添加,因此對於新金屬添加控制技術有其需求。

為了提高CIS類薄膜的光電轉換效率,此次研究中採用了Alkali-silicate glass thin layer(ASTL)技術,在光吸收層的成膜後也添加了鹼金屬。ASTL法是在形成裏面電極層之前,將數十nm~數µm的矽酸鹽玻璃(Silicate Glass)薄膜做為先驅物質層(Precursor)形成鹼金屬供給層,透過膜層的成膜條件控制,控制通過裏面電極層、被CIS類光吸收層接收的鹼金屬量。

基板使用了具有優異韌性與彈力性的軟性陶瓷片,在各種基板上實施檢證後,製作了17 Cell集積型軟性CIS類太陽電池模組,且經過第三方性能測定,轉換效率達到18.6%。目前現有輕量型軟性CIS類太陽電池迷你模組的世界最高轉換效率為16.9%,而新太陽模組不僅超越現有水準,且達到了與玻璃基板型太陽模組(18~19%)同等級的轉換效率。

藉由此次的研究,將可望擴大CIS類材料在太陽能發電用途的活用。今後透過改善曲線因子,將可進一步促進CIS類太陽電池的高性能化。


資料來源: https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2021/pr20210531/pr20210531.html#i
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