銅其薄膜太陽能電池正接受模擬陽光的檢測(cè)

可再生能源的需求正在逐年逐日增加 - 氣候變化以及核能危機(jī)促使其快速發(fā)展。在光伏市場(chǎng)上，CIS（銅銦硒）薄膜太陽能模塊正變得日益重要。為了引出日光產(chǎn)生的電流，需采取半導(dǎo)體插入（通常采用銅的化合物，所謂“銅基化合物”）的方式。亥姆霍茲柏林中心的（HZB）該研究所的“異質(zhì)材料系統(tǒng)所”現(xiàn)在已收到來自獨(dú)立的弗賴堡太陽能系統(tǒng)所（ISE）的檢測(cè)報(bào)告，確認(rèn)他們打破了兩個(gè)效率記錄。這項(xiàng)創(chuàng)新中最獨(dú)特的地方就是由HZB通過自己開發(fā)的環(huán)保生產(chǎn)工藝ILGAR而增設(shè)了一個(gè)所謂的太陽能電池的“緩沖層”。該技術(shù)避開了通常會(huì)被用到的重金屬鎘。

對(duì)于薄膜太陽能電池模塊而言，各種組件都有低成本的生產(chǎn)工藝 - 然而直到最近，這個(gè)緩沖層仍是是一個(gè)例外。這個(gè)部分的標(biāo)準(zhǔn)材料是有毒的硫化鎘。HZB開發(fā)ILGAR流程（Ion Layer Gas Reaction離子層氣相反應(yīng)）解決了這個(gè)問題，從而確?？梢杂脴?biāo)準(zhǔn)化的流程生產(chǎn)出用于薄膜太陽能電池的最高品質(zhì)的半導(dǎo)體。現(xiàn)在以此工藝生產(chǎn)的硫化銦物或硫化鋅/硫化銦緩沖層可以完全取代薄膜太陽能電池中有毒的鎘。ILGAR還減免了一種被稱作“化學(xué)浸泡沉積”的額外過程，這個(gè)環(huán)節(jié)即緩慢還對(duì)環(huán)境有害。

為了做出能破紀(jì)錄的太陽能電池，HZB科學(xué)家沿用了產(chǎn)業(yè)界規(guī)范使用的光吸收層。在這種情況下產(chǎn)品破了太陽能電池的兩個(gè)效率水平。采用ILGAR硫化銦緩沖層（In2S3）的Cu（In，Ga）（S，SE）2吸收層實(shí)現(xiàn)了16.1％的光電轉(zhuǎn)效率（生產(chǎn)后的直接內(nèi)部檢測(cè)達(dá)到16.8％）。是負(fù)責(zé)緩沖層研究的是HZB科學(xué)家約翰娜·克拉姆（Johanna Krammer），她掌握了有關(guān)ILGAR研究的所有前期結(jié)果。而在博世公司，則是加申內(nèi)克（Jasenek）博士和何格特（F. Hergert）博士提供了榜樣式的技術(shù)支持。

通過與采用了來自AVANCIS公司的吸收層的光伏電池相比，科研人員們能夠自己的模塊的轉(zhuǎn)換效率是16.4％。通過與機(jī)電工程SINGULUS-Stangl太陽能公司合作，人們一起開發(fā)了一套ILGAR在線運(yùn)行的覆膜機(jī)樣機(jī)。在HZB內(nèi)部，人們可以做到以每秒10毫米的速度分離In2S3緩沖層。借助AVANCIS吸收層的30X30平方厘米??的太陽能電池模塊實(shí)現(xiàn)了13.7％的效率，這跟采用硫化鎘緩沖層的對(duì)照模塊處于相同的水平。 由克里斯蒂安-赫伯特·菲舍爾（Christian-Herbert Fischer）教授領(lǐng)銜的ILGAR團(tuán)隊(duì)曾因他們擁有專利保護(hù)的ILGAR生產(chǎn)工藝，作為弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)贊助的德國高科技冠軍賽的四位優(yōu)勝者之一，榮獲了2011年6月在美國波士頓的清潔技術(shù)大會(huì)暨博覽會(huì)上特別獎(jiǎng)。

德國亥姆霍茲國家研究中心聯(lián)合會(huì)

德國亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)原名"大科學(xué)中心聯(lián)合會(huì)"，是德國最大的科研團(tuán)體。聯(lián)合會(huì)每年獲得的科研經(jīng)費(fèi)總額超過34億歐元，其中來自政府渠道的經(jīng)費(fèi)相當(dāng)于德國另外三大科研團(tuán)體：馬克斯.普朗克學(xué)會(huì)、萊布尼茲聯(lián)合會(huì)及弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)三家的總和，聯(lián)合會(huì)下屬有18個(gè)國際著名的研究中心，員工總數(shù)達(dá)到31,745名。聯(lián)合會(huì)在國際學(xué)術(shù)界代表著德國的國家科技研究形象，主要特征是圍繞大型科研設(shè)備展開國際一流的大科學(xué)研究，在德國境內(nèi)以及國際科技界擁有很多協(xié)作伙伴，充分體現(xiàn)著科技進(jìn)步、創(chuàng)新應(yīng)用相結(jié)合并進(jìn)而直接影響社會(huì)發(fā)展遠(yuǎn)景的鮮明特色。聯(lián)合會(huì)繼承了著名的自然科學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（1821-1894）的科學(xué)精神。