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加州大學洛杉磯分(fen)校薩穆里(li)分(fen)校工程(cheng)學院的(de)材料科(ke)學家開發了一種高效的(de)薄膜太(tai)(tai)(tai)(tai)陽能(neng)電池，該太(tai)(tai)(tai)(tai)陽能(neng)電池由(you)于其雙層設計而比典型(xing)的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽能(neng)電池板(ban)能(neng)從太(tai)(tai)(tai)(tai)陽光中產(chan)生更多的(de)能(neng)量。

該設備是通過(guo)將鈣鈦礦薄層(一種廉價的鉛和碘(dian)的化(hua)合物(wu)已被(bei)證明非常有效地從太(tai)陽(yang)光中捕獲能(neng)量)噴(pen)涂到市售(shou)太(tai)陽(yang)能(neng)電池上而制成的。形成設備底層的太(tai)陽(yang)能(neng)電池由銅，銦，鎵和硒化(hua)物(wu)或CIGS的化(hua)合物(wu)制成。

該(gai)(gai)團隊的(de)(de)(de)新電池可轉換(huan)來自(zi)太陽能的(de)(de)(de)22.4%的(de)(de)(de)能量，這是鈣鈦礦-CIGS串聯(lian)太陽能電池功率(lv)轉換(huan)效率(lv)的(de)(de)(de)創(chuang)紀(ji)錄。該(gai)(gai)性能已在能源(yuan)部國家可再生能源(yuan)實驗室的(de)(de)(de)獨立(li)測試中得到證實。(先前(qian)由IBM的(de)(de)(de)Thomas J.Watson研究中心的(de)(de)(de)一個小組在2015年創(chuang)下(xia)的(de)(de)(de)記錄是10.9%。)UCLA器件的(de)(de)(de)效率(lv)與目前(qian)主導光伏市場的(de)(de)(de)多晶硅太陽能電池的(de)(de)(de)效率(lv)相近。

這項研究(jiu)今天在(zai)《科學》雜志上發表，由加州大學洛(luo)杉磯分校(xiao)的卡羅爾·楊和(he)小勞倫斯·E·坦納(na)斯材料科學教授進(jin)行。

楊(yang)說：“通過我們的(de)串(chuan)聯太陽(yang)(yang)能電池(chi)設計(ji)，我們從同(tong)一設備區域(yu)的(de)太陽(yang)(yang)光譜的(de)兩個不同(tong)部分吸(xi)收能量。”“與單獨的(de)CIGS層相比，這(zhe)增加了(le)太陽(yang)(yang)光產生的(de)能量。”

楊補充說(shuo)，在鈣鈦礦層上噴涂的技(ji)術(shu)可以輕松，廉價地結合(he)到現(xian)有的太陽能電池制造工(gong)藝中。

電池的(de)(de)(de)CIGS基礎層(ceng)厚約2微米(mi)(或(huo)千分之二(er)千毫米(mi))，可吸(xi)收陽光并自行以(yi)(yi)18.7%的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)產(chan)生能量，但(dan)是增(zeng)加1微米(mi)厚的(de)(de)(de)鈣鈦礦層(ceng)可提高其效(xiao)率(lv)。—就像在汽車發動(dong)機(ji)上增(zeng)加渦輪(lun)增(zeng)壓器(qi)可以(yi)(yi)改善其性能一樣。這兩(liang)層(ceng)通(tong)過UCLA研究人員設(she)計的(de)(de)(de)納米(mi)級界面連接(jie)在一起(qi)。該接(jie)口有助于(yu)為(wei)設(she)備(bei)提供更高的(de)(de)(de)電壓，從而(er)增(zeng)加了設(she)備(bei)可以(yi)(yi)輸出的(de)(de)(de)功率(lv)。

整(zheng)個組件位于約(yue)2毫(hao)米厚的玻璃基板上。

楊說：“我們的技術使現有CIGS太陽能(neng)電池的性能(neng)比其原(yuan)始性能(neng)提高(gao)了近(jin)20%。”“這意味著能(neng)源(yuan)成本降低了20%。”

他(ta)補充使(shi)用雙(shuang)是設(she)備(bei)層的(de)設(she)計最終(zhong)可能接近30%的(de)電源轉換效率。這將是研究小(xiao)組的(de)下一(yi)個目標。