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该团队花了15年时间才使用磷化镓（GaP）和钛（Ti）制造出第一块太阳能电池，未来可能会改变太阳能行业。西班牙马德里康普顿斯大学（Universidad Complutense de Madrid）的研究人员使用磷化镓（GaP）和钛（Ti）制造了一种中间带（IB）太阳能电池，这在世界上尚属首次，该电池可能提供 60% 的能量转换效率，太阳能电池可以在 550 nm 及以上的波长下提供这种性能。为了利用我们天空中最亮恒星的能量，我们部署了可以将阳光转化为电流的太阳能电池。然而，硅基太阳能电池只能利用入射在其上的一部分阳光，将其余部分以热量的形式散发出来。太阳能电池将光能转化为电能的理论上限是Shockley Queisser（SQ），从理论上讲，可以考虑光子在单个p-n结上的能量和太阳能电池中的损耗来计算。太阳能电池的SQ极限取决于用于制造它的材料，对于硅来说，带隙为1.3eV，SQ限值为 29.43%。这实际上意味着，在最好的情况下，即使是有史以来最高质量的太阳能电池，也仍然无法利用入射在其上的70.57%的阳光。为了满足我们日益增长的能源需求，我们需要建造更多的太阳能电池板，并用它们覆盖地球上的更多地区。然而，用不同材料制成的太阳能电池可能具有更高的SQ限制，从而提高发电效率。马德里康普顿斯大学的Javier Olea Ariza和他的研究团队已经研究了超过15年，研究磷化镓（GaP）和钛（Ti），试图制造更高效的太阳能电池。![]()
左：GaP：Ti 光伏器件的结构。右：其中一个 1平方厘米器件的正面图片和接触电极
由于SQ极限取决于半导体材料的带隙，因此Ariza和他的团队选择了带隙为2.26 eV的 GaP。该团队建造了一个 1平方厘米大小的太阳能电池，其GaP:Ti吸收层厚度不超过50 nm，金属电极使用金和锗。通过一系列透射率和反射率测量实验，研究团队发现，由于在550 nm以上的波长处的吸收强劲，太阳能电池具有更宽的吸收宽带，这可能是由于在器件结构中使用了钛（Ti），该结构的理论转换效率潜力约为 60%。该团队于2009年首次使用这些材料，但他们花了15年时间才制造了第一批电池。即使在这一点上，该器件也还没有接近在现场部署，器件的效率很差，还有很多工作要做。该团队首先想制作一个原型太阳能电池并展示更高的效率，他们还打算在未来使用不同的方法加入Ti 来解决太阳能电池构建的问题。这项技术的商业部署可能需要很长时间，但我们不再受太阳能电池潜力的限制。
来源：interestingengineering.com注：文内信息仅为提供分交流渠道，不代表本公众号观点![]()
