EnergyTrend：提高转换效率的太阳能电池新技术

全球太阳能光伏行业产业整合步伐加快，由于投资过热、产品价格持续下跌，产业规模小、技术实力不足的企业被逐渐淘汰，厂商提高核心竞争力的手段，除了压缩成本外，太阳能电池转换效率成了厂商不断攀比的另一高地。不管是何种太阳能电池的研发与创新，提高太阳能电池转换效率、降低太阳能光伏电池生产成本是所有电池生产企业及研发机构关注的核心问题。

金属和塑料“三明治”提升有机太阳能电池效率

由普林斯顿大学机电工程系纳米结构实验室主任周郁教授领导的研究团队，通过使用纳米结构的金属和塑料“三明治”来收集和诱捕光线，将有机太阳能电池效率提升了175%。这项技术也应能提高传统的无机太阳能集热器，如标准的矽太阳能电池板的效率。此项新技术使研究团队最终创造出一个仅反射4%光线，即光吸收率高达96%的太阳能电池。在阳光直射情况下，其光电转换效率要比常规太阳能电池高出52%；在阴天或电池不直接面向太阳，光线以更大角度入射到太阳能板时，该结构可获得更高的效率。通过捕捉斜射光线，新结构可额外提升81%的效率，从而使最终的效率增长达到了175%。

银纳米岛提升黑矽太阳能电池转换效率

美国国家可再生能源实验室（NREL）的科学家利用纳米技术，制成了转换效率可达18.2%的黑矽太阳能电池。通常情况下，制造太阳能电池需要涂复额外的抗反射涂层以降低能源流失，但这将显著提高成本。针对这一问题，NREL量身定做了一种纳米结构的表面，可确保太阳能电池能够有效地收集生成的电力。研究人员在矽芯片上制成了银纳米岛，并将其短暂地浸入液体之中，使每平方英寸的矽芯片表面上形成数十亿纳米尺寸的小孔。这些小孔比击中它们的光波还要小，因此太阳光无法识别出表面密度的突然变化，因而能够减少不必要的阳光反射，也能节约相应的成本。同时，科学家还能通过控制纳米结构的载流子复合和表面的化学组成等，实现创纪录的黑矽太阳能电池转化效率。

氧化铝充当溶液太阳能电池惰性支架

由英国牛津大学科学家带领的研究团队，以违反直觉的方式，用低光敏性的氧化铝（Al2O3）替代光激发能力良好的二氧化钛（TiO2）作为电极，将溶液可处理的太阳能电池的转化效率提升至10.9%，创造了新的纪录。他们认为这是因为氧化铝能够充当惰性支架，迫使电子停留其中，并通过超薄的吸收体层进行传送。这项工作使低成本的溶液处理太阳能电池离晶体半导体的完美性能又近了一步，也为今后的研发开辟了广泛的可能性。

胶体量子点薄膜光电转换率达7%

来自加拿大多伦多大学和沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的研究人员借助在胶体量子点（CQD）薄膜领域发展中获得的突破，制成了迄今为止效率最高的胶体量子点太阳能电池。研究人员利用廉价材料制成了太阳能电池，据证实，其转换率达到了7.0%，创世界纪录。多伦多大学指出，这项进步为进一步的研究和电池效率的提高开辟了多条道路，这有利于开发可靠的、低成本的新一代太阳能。多伦多大学工程系教授泰德•萨金特（TedSargent）是此次研究的主导者。他表示：“我们的世界迫切需要创新的、具有成本效益的方法将丰富的太阳能转化为可用的电能。

聚合物薄膜替代载体提高效率

Empa瑞士联邦材料科学与技术实验室已经研发成功转换效率18.7%的CIGS柔性太阳能电池。此前，该研究小组已经研发出17.5%效率的CIGS太阳能电池，而通过完善铜铟镓硒层的结构特性和专用的低温沉积来生成涂层，从而达到18.7%的效率。这证明在金属箔上复盖屏障涂层上祛除杂质没有必要，而切聚合物薄膜作载体比金属箔更容易实现更高的效率。实验室证明柔性CIGS太阳能电池的转换效率已经接近在多晶矽或玻璃上沉积的CIGS电池，缩小了柔性基板与传统基板之间的差距。

塑料也能制造太阳能电池

美国加州大学洛杉矶分校的科学家们研制出了廉价的、光电转化效率为10.6%的塑料太阳能电池。塑料太阳能电池具有很多优点：柔软、轻量且价格便宜，但其性能还无法与传统的由矽等无机材料制造的太阳能电池相匹敌。加州大学洛杉矶分校的材料学教授杨阳领导的科研团队希望制造出一种能同薄膜太阳能电池相媲美的塑料太阳能电池。最终，他们使用日本住友化学工业公司研发的一种新的光伏塑料制造出了转化效率为10.6%的塑料太阳能电池。

聚光光伏电池转换效率提升至43.5%

近日夏普公司宣布，他们所研发的太阳能电池的转换效率已达到43.5%，在此之前，太阳能电池转换效率的最高纪录为36.9%，同样是由夏普所创。由公司发布的声明来看，他们的太阳能电池基于透镜，可将阳光直接集中以更好产生电能。聚光光伏电池转换效率创纪录达到43.5%，尺寸为1厘米。为了取得更高的转换效率，夏普采用其专有技术，堆叠了三个吸光层，通过它们有效地转换阳光为电力。另外，夏普还优化了电极之间的间距，在聚光电池表面，最大限度地降低了电池的电阻。

低成本发电是太阳能电池发展趋势，这是光伏技术的发展方向。光电转化效率是衡量光伏电池单位面积将光能转化为电能的重要技术指标，据计算，太阳能光伏电池转换效率每提高一个百分点，将使太阳能电池组件的发电成本降低7%左右。高效电池就是光伏的突围之匙，有技术实力，而且能将技术变成生产力的企业，将最终胜出，迎来光伏的下一个春天。