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最高效的Cu?O太陽能電池 東芝宣布，它已成功將其透明Cu?O太陽能電池的功率轉換效率(PCE)提高至8.4%,，這是世界上已報道的Cu?O太陽能電池的最高水平,。由于該電池被定位為PCE為25%的硅電池（Cu?O-Si串聯電池）的頂層電池，東芝估計整體PCE可以達到27.4%,，明顯高于已知的任何標準硅電池的最高PCE 26.7%,。 根據日本新能源和工業(yè)技術開發(fā)組織(NEDO)定義的測試標準，東芝估計Cu?O-Si串聯電池可以使電動車行駛35公里而不需要任何充電,。展望未來,，東芝期待新電池能推動無需插入式充電的電動汽車的發(fā)展，并推動其他移動應用,，如高空平臺站(HAPS),，即平流層電信平臺的發(fā)展,。 串聯太陽能電池通過組合在不同波長下發(fā)電的頂部和底部電池，有望提供更高效的太陽能模塊,。據報道,，串聯電池的整體效率接近30%，遠高于任何傳統(tǒng)的晶體硅電池,，但它們是用III-V族材料（例如GaAs）制造的,，生產成本太高——比晶體硅太陽能電池高出幾百到幾千倍——嚴重限制了應用。 東芝將其研發(fā)重點放在透明的Cu?O電池上,。它們由自然界含量豐富的材料制成,，從而降低了成本,，并具有透光性,，為實現卓越的發(fā)電效率開辟了道路。東芝在2019年開發(fā)了第一塊透明的Cu?O太陽能電池,，并在同年展示了可提供23.8%PCE的Cu?O-Si串聯電池,，當時獨立硅太陽能電池的典型PCE為22%。 該公司在PCE方面的最新進展是在電池Cu?O層制造過程中精確控制CuO和Cu雜質的成果,。由于Cu?O的性質,，這些雜質在當前的反應濺射沉積方法中產生，它們是降低PCE和透明度的主要原因,。 東芝公司研發(fā)中心研究員Kazushige Yamamoto在談到這一突破時說：“X射線衍射分析使我們能夠檢測和量化CuO和Cu的含量,，為我們提供數據，幫助我們確定最佳沉積方法,，將雜質控制在最低水平,。我們的目標是頂部Cu?O電池的PCE為10%，透射率為80%,。這一突破使我們離這些目標更近了一步,。” 該技術的詳細信息最近發(fā)表在《應用物理快報（Applied Physics Letters）》上,。 在NEDO的支持下,，東芝將繼續(xù)研究以實現頂級Cu?O電池10%的PCE目標。東芝還與東芝能源系統(tǒng)與解決方案公司合作,，開發(fā)大規(guī)模Cu?O太陽能電池,，其與批量生產的硅太陽能電池尺寸相同。兩家公司的目標是在2023財年之前為外部評估提供樣品,，并制定了到2025財年完成商業(yè)產品制造技術的路線圖,。 參考文獻 'Highly transparent Cu?O absorbing layer for thin film solar cells' by Soichiro Shibasaki et al; Appl. Phys. Lett. 119, 242102 (2021)  |
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