World record solar cell with 44.7% efficiency
http://phys.org/news/2013-09-world-solar-cell-efficiency.html
Sep 24, 2013
德國 Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems、Soitec、 CEA-Leti 與 Helmholtz Center Berlin 今日宣佈，他們利用一種具有四個太陽能子電池（subcells，後以原文表示）的新太陽能電池結構，創下新的光電轉換紀錄。只花了三年的研究就超越了競爭者，並進入世界級的路線圖，在 297 個太陽的聚光（concentration）下，測得 44.7% 的新效率紀錄。這表示有 44.7% 太陽光譜的能量，從紫外光到紅外光，被轉換成電能。在進一步減少太陽能發電的成本上，這項研究向前跨出了一大步，也繼續為 50% 效率的路線圖鋪路。
回到 2013 年五月，Fraunhofer ISE、Soitec、CEA-Leti 以及 Helmholtz Center Berlin 的德、法團隊已宣佈一款效率達到 43.6% 的太陽能電池。建立在這個基礎上，進一步密集研究工作與最佳化步驟後，導致目前 44.7% 的效率。
這些太陽能電池被用在聚光型光伏（concentrator photovoltaics，CPV）中，這種技術在陽光普照之處能達到傳統太陽能板二倍以上的效率。源自於太空科技的 III-V 族多接面太陽能電池（III-V multi-junction solar cells）在地面上的使用，在實現最高效率的光電轉換上佔了優勢。在這種多接面太陽能電池中，以不同的 III-V 族半導體材料製成的數種單元（cells，後以原文表示）彼此堆疊。單個 subcells 吸收太陽光譜的不同波長範圍。
"我們對我們的團隊感到無比驕傲，那到目前為止已在這種四接面太陽能電池上研究三年了，" Frank Dimroth 說，部門主管與計畫領導者，負責這項在 Fraunhofer ISE 進行的研發工作。"這種四接面太陽能電池，包含了我們在此領域中累積多年的專門知識。除了改善材料與結構最佳化之外，一種稱為「wafer bonding（晶圓接合）」的新製程扮演著一種主要的角色。利用這項技術，我們能連接二種半導體結晶，若不這樣就無法生長在彼此表層上，並具有高結晶品質。透過這種方式，我們能生產最佳的半導體組合，以創造出最高效率的太陽能電池。"
"在不到四個月內，這項世界紀錄使我們的效率等級增加了一個百分點以上，這證明我們四接面太陽能電池設計的潛力無窮，那倚賴 Soitec 的接合技術與專門知識，" Andre-Jacques Auberton-Herve，Soitec 的董事長與 CEO。"那證實了朝更高效率的路線圖加速邁進，對於我們自己的 CPV 系統的競爭力來說，那代表了一種關鍵貢獻者。我們對此成就感到非常驕傲，一個合作研究非常成功的證明。"
"這個新紀錄值強化了半導體直接接合法的可靠度，那在我們與 Soitec 以及 Fraunhofer ISE 的合作計畫架構下開發。我們對這項新結果感到非常驕傲，那證實對先進的 III-V 族半導體製程來說，太陽能技術仍存有寬廣的道路，" Leti CEO Laurent Malier 表示。
聚光器模組由 Soitec（2005 年以 Concentrix Solar 這個名字開始，那是 Fraunhofer ISE 的衍生公司）生產。這項格外有效率的技術為座落在日照豐富地區（具有高百分比的直接輻射）的太陽能發電廠所採用。目前，Soitec 的 CPV 安裝在 18 個不同的國家，包括義、法、南非與美國加州。
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