瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室Empa的科學(xué)家們完善了之前開(kāi)發(fā)的柔性太陽(yáng)能電池，實(shí)現(xiàn)了破紀(jì)錄的18.7%的效率。

柔性銅銦鎵硒(CIGS) 太陽(yáng)能電池目前還是一個(gè)新興領(lǐng)域。但是，Ayodhya N. Tiwari領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家小組經(jīng)過(guò)多年努力，改善了材料的效率。

Tiwari先生說(shuō)：“柔性C.I.G.S.18.7%的新紀(jì)錄效率值憑借多晶硅晶圓或銅銦鎵硒玻璃上的薄膜太陽(yáng)能電池。幾乎彌合了與太陽(yáng)能電池的效率差距。”

研究小組之前制造的柔性太陽(yáng)能電池?fù)碛?7.5%的效率，是C.I.G.S.層之間一片覆蓋著雜質(zhì)擴(kuò)散屏障的鋼箔——薄涂層的材料可以防止擴(kuò)散，溫度約為550攝氏度。

但是，當(dāng)他們從鋼箔去除屏障時(shí)，將其進(jìn)行相同的處理，得到了更高的效率17.7%。這證明了傳統(tǒng)的在金屬箔上覆蓋屏障涂層阻止有害雜質(zhì)沒(méi)有必要。

根據(jù)這些研究結(jié)果，為了達(dá)18.7%的效率，科學(xué)家們改進(jìn)了銅銦鎵硒層的結(jié)構(gòu)特性和專(zhuān)用的低溫沉積來(lái)生成層。然后，他們僅僅在最后階段使用鈉完成了摻雜過(guò)程。

通過(guò)這一工藝，他們證明，聚合物薄膜作載體底物比金屬箔更好，可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。

科學(xué)家們認(rèn)為柔性高性能CIGS太陽(yáng)能電池的一個(gè)好處是因?yàn)槠渚淼捷伡庸すに嚩档土松a(chǎn)成本。他們還說(shuō)，因?yàn)樗p巧靈活，在運(yùn)輸、安裝和模塊結(jié)構(gòu)框架方面是比較劃算的。

目前，Empa計(jì)劃將這些創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為工藝大規(guī)模生產(chǎn)低成本太陽(yáng)能電池組件，Empa主管Gian-Luca Bona說(shuō)。

該實(shí)驗(yàn)室目前正與Flisom合作，這家創(chuàng)業(yè)公司的業(yè)務(wù)重心是制造柔性太陽(yáng)能電池組件。

該項(xiàng)目得到了瑞士國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、技術(shù)和創(chuàng)新委員會(huì)、瑞士聯(lián)邦能源辦公室、歐盟科技框架計(jì)劃、W Bölsch AG和Flisom的支持。

Tiwari先生第一個(gè)有希望的柔性太陽(yáng)能電池是在1999年開(kāi)發(fā)的，在旋涂高分子膜上使用了CIGS，實(shí)現(xiàn)了12.8%的效率。 2005年，與Flisom合作，他們能夠?qū)⑿侍岣叩?4.1%，2010年又提高到17.6%。

美國(guó)能源部的勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校在2009年7月，也努力設(shè)計(jì)一款低成本柔性太陽(yáng)能電池。他們的太陽(yáng)能電池由納米柱制成，與一種透明的、正極型半導(dǎo)體緊密結(jié)合起來(lái)，可達(dá)到6%的能量轉(zhuǎn)換效率。