多結(jié)太陽能電池(MJSC)是一種高效率太陽能電池,通過將具有不同帶隙的半導(dǎo)體材料堆疊在彼此之上制成。不同帶隙的半導(dǎo)體材料對光波段的響應(yīng)區(qū)域不同,多種半導(dǎo)體材料組合下,可使多結(jié)太陽能電池吸收、利用更多的太陽輻射能量,從而提高轉(zhuǎn)換效率。
多結(jié)太陽能電池通常由多個(gè)子電池和隧穿結(jié)構(gòu)組成,根據(jù)組成結(jié)構(gòu)不同,多結(jié)太陽能電池分為串聯(lián)式多結(jié)太陽能電池、并聯(lián)式多結(jié)太陽能電池;根據(jù)半導(dǎo)體材料帶隙不同,多結(jié)太陽能電池分為低帶隙、中帶隙、高帶隙。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《
2024-2029年多結(jié)太陽能電池(MJSC)行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景預(yù)測分析報(bào)告》顯示,多結(jié)太陽能電池制造材料包括鈣鈦礦材料、硅(Si)、III-V族半導(dǎo)體材料(如砷化鎵GaAs、磷化銦鎵GaInP)等。鈣鈦礦材料具有高吸收系數(shù)、高電子遷移率等特點(diǎn),是熱點(diǎn)研究材料,基于鈣鈦礦材料的全鈣鈦礦串聯(lián)電池具有成本低、制造簡單等優(yōu)勢,是開發(fā)多結(jié)太陽能電池的理想選擇之一。
近年來,隨著研究深入,多結(jié)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率不斷提升。全球多結(jié)太陽能電池相關(guān)研究機(jī)構(gòu)包括弗勞恩霍夫太陽能研究所、NWO-Institute AMOLF研究所、阿卜杜拉國王科技大學(xué)、新加坡國力大學(xué)、香港城市大學(xué)、華東師范大學(xué)等。其中弗勞恩霍夫太陽能研究所和NWO-Institute AMOLF研究所聯(lián)合開發(fā)的多結(jié)太陽電池效率高達(dá)36.1%,打破了硅基太陽電池的世界紀(jì)錄。
在國內(nèi)成果轉(zhuǎn)化方面,香港城市大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)與中山德華芯片技術(shù)有限公司(德華芯片)合作,啟動了鈣鈦礦多結(jié)疊層太陽電池研發(fā)項(xiàng)目;華東師范大學(xué)與江蘇宜興德融科技有限公司合作建設(shè)多結(jié)太陽能電池量產(chǎn)線,該產(chǎn)線是國內(nèi)首條掌握全鏈條完整技術(shù)的產(chǎn)線,其多結(jié)太陽能電池實(shí)現(xiàn)了34.5%的能源轉(zhuǎn)換效率。
新思界
行業(yè)分析人士表示,近年來,隨著鈣鈦礦電池、砷化鎵電池等電池技術(shù)發(fā)展,多結(jié)太陽能電池轉(zhuǎn)換效率實(shí)現(xiàn)了顯著提升,應(yīng)用價(jià)值隨之凸顯。多結(jié)太陽能電池具有轉(zhuǎn)換效率高、載流子遷移率高、帶隙可協(xié)調(diào)等特點(diǎn),在光伏發(fā)電、航天航空、衛(wèi)星通信、建筑一體化光伏、汽車太陽能供電等場景應(yīng)用空間廣闊。但作為第三代太陽能電池的重要組成部分,多結(jié)太陽能電池制造成本較高,且仍存在設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定、能量損失導(dǎo)致電壓降低等多種技術(shù)問題。
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