來自加州大學洛杉磯分校Samueli工程學院的材料科學家開發(fā)出一種高效的薄膜太陽能電池，由于其雙層設計，它可以產(chǎn)生比典型太陽能電池板更多的陽光能量。

該裝置是通過在商業(yè)上可獲得的太陽能電池上噴涂一層薄薄的鈣鈦礦-一種廉價的鉛和碘化合物制成的，這種化合物已被證明非常有效地捕獲來自太陽光的能量。形成器件底層的太陽能電池由銅，銦，鎵和硒化物或CIGS的化合物制成。

該團隊的新電池轉(zhuǎn)換了22.4%來自太陽的能量，這是鈣鈦礦-CIGS串聯(lián)太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率的記錄。該表現(xiàn)在美國能源部國家可再生能源實驗室的獨立測試中得到證實。(之前的記錄，由IBM的ThomasJ.Watson研究中心的一個小組于2015年設定，為10.9%。)UCLA設備的效率與目前主導光伏市場的多晶硅太陽能電池的效率相似。

這項研究發(fā)表于今天的“科學”雜志，由楊洋，加州大學洛杉磯分校的卡羅爾和勞倫斯·E·坦納斯，材料科學教授領(lǐng)導。

“通過我們的串聯(lián)太陽能電池設計，我們在相同的設備區(qū)域從太陽光譜的兩個不同部分吸收能量，”楊說。“與單獨的CIGS層相比，這增加了太陽光產(chǎn)生的能量。”

Yang補充說，噴涂在鈣鈦礦層上的技術(shù)可以很容易且廉價地結(jié)合到現(xiàn)有的太陽能電池制造工藝中。

細胞的CIGS基層，其為約2微米(或一毫米的兩千分之一)厚，吸收太陽光，并以18.7%的效率自身的速率產(chǎn)生能量，但添加了1微米厚的鈣鈦礦層提高了其效率-就像在汽車發(fā)動機上增加渦輪增壓器可以改善其性能一樣。這兩層由加州大學洛杉磯分校研究人員設計的納米尺度界面連接在一起;該接口有助于為器件提供更高的電壓，從而增加其可輸出的功率。

并且整個組件位于厚度約為2毫米的玻璃基板上。

“我們的技術(shù)使現(xiàn)有的CIGS太陽能電池性能比原來的性能提高了近20%，”楊說。“這意味著能源成本降低了20%。”

他補充說，使用雙層設計的設備最終可以實現(xiàn)30%的功率轉(zhuǎn)換效率。這將是研究小組的下一個目標。

該研究的主要作者是Yang實驗室的訪問研究員QifengHan，以及最近在加州大學洛杉磯分校獲得博士學位的Yao-TsungHsieh和LeiMeng。該研究的其他作者是Yang的研究小組的成員和SolarFrontierCorp.的日本厚木研究中心的研究人員。

該研究得到了國家科學基金會和空軍科學研究辦公室的支持。楊和他的研究小組多年來一直致力于串聯(lián)太陽能電池的研究，他們的成就包括開發(fā)可用于窗戶的透明串聯(lián)太陽能電池。