日前，中國(guó)科學(xué)院電工研究所化合物薄膜太陽(yáng)電池研究組在CdTe多晶薄膜電池上取得新進(jìn)展，該團(tuán)隊(duì)在普通廉價(jià)玻璃上制備出了厚度僅為2 μm的CdTe多晶薄膜，經(jīng)中國(guó)科學(xué)院太陽(yáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)質(zhì)量檢測(cè)中心認(rèn)證，其轉(zhuǎn)化效率達(dá)到14.4%，距2012年報(bào)道的12.78%轉(zhuǎn)化效率又上了一個(gè)臺(tái)階，這標(biāo)志著電工所在CdTe薄膜太陽(yáng)能電池研究方面取得重要進(jìn)展。
CdTe為直接帶隙半導(dǎo)體，室溫帶隙寬度為1.45 eV，帶隙值與太陽(yáng)光譜非常匹配。CdTe吸收系數(shù)大于104/cm，只需要1 μm就可以吸收99 %以上、波長(zhǎng)小于826 nm的可見光。厚度僅為硅太陽(yáng)能電池厚度的1/100，制作周期短、成本低、適合于大規(guī)模生產(chǎn)。因此，以CdTe薄膜太陽(yáng)能電池為代表的薄膜太陽(yáng)電池因其高轉(zhuǎn)換效率、低成本和高穩(wěn)定性倍受科研和產(chǎn)業(yè)關(guān)注。
今年2月，美國(guó)First Solar公司通過氣相輸運(yùn)方法這種高溫制備方法，制備的小面積CdTe太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了20.4%，與多晶硅電池相同。3月，組件的全面積效率達(dá)到了17.0%，這種技術(shù)的生產(chǎn)成本也率先降低到了$0.55/Wp，是生產(chǎn)成本最低的太陽(yáng)能電池技術(shù)，但其規(guī)模生產(chǎn)工藝技術(shù)一直為美國(guó)少數(shù)企業(yè)所壟斷。此外，使用低溫制備方法磁控濺射技術(shù)制備的CdTe多晶薄膜電池最高效率由美國(guó)Toledo大學(xué)保持，轉(zhuǎn)化效率為14.5%。
此次，電工所在沒有使用高阻層的情況下，采用全國(guó)產(chǎn)化設(shè)備和原料，制備出轉(zhuǎn)化效率達(dá)到14.4%的CdTe電池，充分證明了只要研究好器件制備的工藝技術(shù)，就能做到國(guó)外相同的水平。這一研究成果為我國(guó)CdTe薄膜太陽(yáng)能電池的研究和產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，將使我國(guó)在CdTe電池產(chǎn)業(yè)化得到長(zhǎng)足發(fā)展。
以上工作得到了中國(guó)科學(xué)院百人計(jì)劃擇優(yōu)支持、電工所所科研基金的大力支持。
