理解薄膜太陽能電池有效率的原因

許多年以來，科學家和工程師一直在通過開發廉價的太陽能電池，既高效又容易制造，讓它能夠大量生產，從而設法提供低成本太陽能。如今由瑞士聯邦材料科學和技術研究所(Empa)的科研人員Ayodhya N. Tiwari領導的一個研究組已經邁出了一大步：這組科研人員報告了一種CIGS太陽能電池的新型制造技術，該技術把微量的鈉和鉀引入了CIGS層中。

這種特殊的處理改變了這個復雜三明治結構的化學組成——因此也就改變了它的電屬性，這被包括詳細的電子顯微鏡研究等各種方法證實。這種新方法的細節已經以“網絡先行發表”的方式發表在了著名的《自然材料》雜志上。

利用這種技術，瑞士聯邦材料科學和技術研究所(Empa)的科研人員又一次能夠利用柔性塑料膜上的CIGS薄膜太陽能電池顯著增加從陽光到電力的能量轉化效率——達到了20.4％的新紀錄，這代表了2011年5月這個研究組創造的18.7％的此前紀錄的一個重大改進。這終于讓CIGS電池能夠與最好的多晶硅電池競爭。

直到最近，瑞士聯邦材料科學和技術研究所(Empa)的CIGS電池是世界上最有效率的;但是在10月底，德國斯圖加特的太陽能和氫能研究中心(ZSW)的一個德國研究組公布了效率達20.8％的CIGS電池，盡管他們使用了遠遠更高的處理溫度和(剛性的)玻璃作為襯底。這個略微改善的紀錄表明CIGS薄膜電池技術是“熱門”課題——而瑞士聯邦材料科學和技術研究所(Empa)正處于這個前沿。