18.7%Empa创造CIGS电池效率新世界记录

瑞士联邦材料科学与技术实验室Empa的科学家们完善了之前开发的柔性太阳能电池，实现了破纪录的18.7%的效率。

柔性铜铟镓硒(CIGS) 太阳能电池目前还是一个新兴领域。但是，Ayodhya N. Tiwari领导的一个科学家小组经过多年努力，改善了材料的效率。

Tiwari先生说：“柔性C.I.G.S.18.7%的新纪录效率值凭借多晶硅晶圆或铜铟镓硒玻璃上的薄膜太阳能电池。几乎弥合了与太阳能电池的效率差距。”

研究小组之前制造的柔性太阳能电池拥有17.5%的效率，是C.I.G.S.层之间一片覆盖着杂质扩散屏障的钢箔——薄涂层的材料可以防止扩散，温度约为550摄氏度。

但是，当他们从钢箔去除屏障时，将其进行相同的处理，得到了更高的效率17.7%。这证明了传统的在金属箔上覆盖屏障涂层阻止有害杂质没有必要。

根据这些研究结果，为了达18.7%的效率，科学家们改进了铜铟镓硒层的结构特性和专用的低温沉积来生成层。然后，他们仅仅在最后阶段使用钠完成了掺杂过程。

通过这一工艺，他们证明，聚合物薄膜作载体底物比金属箔更好，可以实现更高的效率。

科学家们认为柔性高性能CIGS太阳能电池的一个好处是因为其卷到辊加工工艺而降低了生产成本。他们还说，因为它轻巧灵活，在运输、安装和模块结构框架方面是比较划算的。

目前，Empa计划将这些创新成果转化为工艺大规模生产低成本太阳能电池组件，Empa主管Gian-Luca Bona说。

该实验室目前正与Flisom合作，这家创业公司的业务重心是制造柔性太阳能电池组件。

该项目得到了瑞士国家科学基金会、技术和创新委员会、瑞士联邦能源办公室、欧盟科技框架计划、W Bölsch AG和Flisom的支持。

Tiwari先生第一个有希望的柔性太阳能电池是在1999年开发的，在旋涂高分子膜上使用了CIGS，实现了12.8%的效率。 2005年，与Flisom合作，他们能够将效率提高到14.1%，2010年又提高到17.6%。

美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校在2009年7月，也努力设计一款低成本柔性太阳能电池。他们的太阳能电池由纳米柱制成，与一种透明的、正极型半导体紧密结合起来，可达到6%的能量转换效率。