德國弗勞恩霍夫研究機構11月9日宣布，該機構的太陽能系統(tǒng)研究所（Solar Energy Systems ISE）與奧地利意唯奇集團公司（EV Group，EVG）合作，利用硅（Si）基板成功生產(chǎn)了轉換效率高達30.2%的多結太陽能電池。

弗勞恩霍夫ISE等試制、轉換效率達30.2％的Ⅲ-V族半導體與硅多結太陽能電池（出處：Fraunhofer ISE/A.Wekkeli）

這一是德國弗勞恩霍夫研究機構與ISE研究所（FraunhoferISECalLab），對4cm²面積的太陽能電池測得的轉換效率結果。

該結果高于以前測量的純硅類太陽能電池的轉換效率紀錄26.3%和理論轉換效率29.4%，刷新了該類別的世界紀錄。

發(fā)布稱，研究小組在此次成果中，采用了在電子產(chǎn)業(yè)廣為人知的“晶圓直接鍵合（direct wafer bonding）”技術，將Ⅲ-V族半導體材料嵌入硅中2～3μm。

具體為，激活等離子體之后，將太陽能電池單元材料在真空中加壓鍵合。Ⅲ-V族半導體材料表面的原子與硅原子形成鍵，可制成單片元件。

發(fā)布稱，此次實現(xiàn)的轉換效率，是完全整合的此種硅類多結太陽能電池的首項成果。

Ⅲ-V族半導體與硅的多結太陽能電池，由各太陽能電池單元材料相互重疊構成。即“隧道二極管”將鎵銦磷（GaInP）、砷化鎵（GaAs）、硅三個材料層進行內(nèi)部連接，以覆蓋太陽光譜的吸收范圍。

最上面的GaInP層吸收300～670nm波長、中間的GaAs層吸收500～890nm波長、最下層的硅吸收650～1180nm波長的太陽光，并將其轉換為電力。Ⅲ-V族半導體層是在GaAs基板上外延析出形成，與硅基板接合。

雖然從外觀無法了解內(nèi)部結構的復雜性，但據(jù)稱作為太陽能電池單元與以往的硅類產(chǎn)品相同。就是說，由于是前面與后面都有接點的簡單結構，因此可以制造成太陽能電池板。

但稱，外延析出和半導體與硅的連接成本的降低，是作為太陽能電池板實用化的課題。弗勞恩霍夫研究機構的研究小組打算在今后研究解決這一課題。

目前，弗勞恩霍夫ISE正在弗里堡建設“高效率太陽能電池中心（Center for High Efficiency Solar Cells）”，據(jù)稱將成為使用Ⅲ-V族半導體與硅的新一代太陽能電池技術的開發(fā)基地。