研究人员用现成的组件制造出多结太阳能电池

多结太阳能电池是当今市场上效率最高的太阳能电池类型，也是生产成本最高的太阳能电池类型。在一篇概念验证论文中，北卡罗来纳州立大学的研究人员详细介绍了一种使用现成组件制造多结太阳能电池的新方法，从而使太阳能电池在多种应用中成本更低、效率更高。

多结或堆叠太阳能电池是目前市场上效率最高的电池，可将吸收的太阳能的45%转化为电能。这种电池由不同带隙的半导体堆叠而成，从而允许电池吸收不同波长的太阳辐射。然而，这些电池的生产成本要比低效的太阳能薄膜贵得多。

“我们希望以合理的成本制造出高效的太阳能电池，”北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程特约教授、该研究的主要作者Salah Bedair说。“硅基薄太阳能电池非常受欢迎，因为这种材料的效率约为20%，电池成本约为十分之一^th多结太阳能电池的成本。其他低成本、低效率的材料也越来越受欢迎。如果我们能利用现有技术制造堆叠太阳能电池，我们就能很好地实现我们的目标。”

然而，你不能仅仅将不同的太阳能电池堆叠在一起——不同的材料在结构上是不相容的，因此电荷不能通过它们来收集。为了解决这一问题，目前的多结太阳能电池使用大量掺杂金属来在各层之间创建隧道结，这大大增加了多结太阳能电池的制造成本和复杂性。

贝戴尔和他的团队开发了一种更简单的方法，利用金属间键合来连接由不同材料制成的太阳能电池。在一个概念验证中，该团队将一个现成的砷化镓太阳能电池堆叠在一个硅太阳能电池的顶部。

贝代尔说:“在多结太阳能电池中，隧道结通过充当金属对金属连接来实现电连接。”“在我们的系统中，铟是一种捷径。单个电池的现有金属触点被铟膜覆盖。铟膜在室温、低压下容易粘结。其结果是由两种不同材料制成的太阳能电池，通过机械堆叠和电连接。

“有了这项技术，我们就可以利用廉价的现成解决方案，而不必开发所有新技术。制造商只需稍微调整现有产品，以提高多结太阳能电池的效率，而不必开发新产品。”

6月19日在芝加哥举行的IEEE光静态专家会议上发表了这篇论文，“从现成的单个电池制备多结太阳能电池的新方法:GaAs/Si”。北卡罗来纳州研究生Brandon Hagar和研究助理教授Peter Colter是这篇论文的合著者。这项工作得到了美国国家科学基金会1665211的资助。

这项工作已经提交了专利申请。作者有兴趣与潜在的学术和行业合作伙伴合作。

皮克-

编辑报告下面是摘要。

从现有单体电池制备多结太阳能电池的新方法:GaAs/Si

作者:Brandon Hagar, Peter Colter, Salah Bedair，北卡罗莱纳州立大学
提出了6月19日，IEEE光静电专家会议，芝加哥

文摘:
我们提出了一种低温低压的多结太阳能电池制造方法，将高效的多结概念与低成本的薄膜技术结合在一个太阳能电池结构中。金属间键合方法提出了金属铟覆盖各自太阳能电池的金属接触的键合方法。这种方法避免了连接任何材料的太阳能电池时的晶格失配和隧道结限制，并允许商用货架上的设备粘接。使用这种方法连接的二端或三端GaAs/Si多结太阳能电池使用现成的硅太阳能电池进行了演示。