儲能微觀：西班牙研發(fā)中頻太陽能電池的最佳技術

西班牙馬德里政治大學（IES－UPM）太陽能研究所的科學家研究了中頻太陽能電池（IBSC）的潛力，該技術是一種太陽能光伏技術，被認為超過了震蕩－奎塞爾極限（最大理論值）通過檢查每個入射光子提取的電能量，可以計算出使用單個PN結的太陽能電池可能達到的效率。

研究合著者伊尼戈·拉米羅（I?igoRamiro）說：“在過去的二十年中，全球數(shù)十個小組一直在使用我們在本文所描述的四種技術方法中采用不同材料的IBSC實驗裝置。研究合著者安東尼奧·馬蒂（Antonio Marti）補充說：“過去15年來，我們的大學一直在開發(fā)實際的IBSC原型。到目前為止，我們的目標是對基礎物理進行演示，而現(xiàn)在，是找到合適的材料來制造廉價且非常高效的IBSC。”

根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)，發(fā)表在《光伏中的進步》中的中頻太陽能電池：現(xiàn)在和將來對這種類型的電池的研究已達到成熟階段，該技術在實際實施方面仍處于起步階段。該組織解釋說：“我們認為，受迄今為止探索的材料和技術數(shù)量的影響，對于IBSC研究應采取何種方法從概念驗證到高效轉換存在一些困惑�！�

這些電池在維持高輸出電壓的同時提供了較大的光生電流，它們依賴于導帶和價帶之間的中間帶，從而增加了器件的感應光電流，從而提高了效率。在這些單元中，能量不足以將電子從價帶泵送到導帶的光子可以使用此中間帶作為墊腳石，以生成額外的電子－空穴對。

根據(jù)作者的說法，IBSCs在一個理想的配置可以提供高達63％的效率下，最大的光濃度�？茖W家解釋道：“實際上，IBSC的極限效率與三間隙串聯(lián)電池非常接近。即使在一個太陽光照下，它的效率仍比單間隙太陽能電池高出約50％�！�

學者們確定了四種已被采用的成熟技術，這些技術目前已用于制造IB材料和IBSC原型。其中包括量子點（QD），具有深層雜質的本體（DLI），高度失配的合金（HMA）和有機分子（OM）。

該研究還列出了過去二十年來與IBSC技術相關的最重要的實驗里程碑。該小組指出：“這種雙光子光電流（TPPC）的過程于2006年首次使用InAs ／ GaA（銦／砷化鎵）外延量子點（EQD）進行了驗證。2010年在低溫下運行的InAs ／ GaAs EQD原型中報道了電壓保存的首次演示。另一個里程碑是在低溫下在GaSb ／ GaAs EQD原型中演示了雙光子光電壓�！�

研究人員指出，尚有兩個主要的實驗里程碑。他們確認：“第一個同時展示了對帶隙以下光子的光電流響應和電壓保持，到目前為止，據(jù)報道，在短路條件下（V ＝ 0），帶隙以下吸收；在開路（J ＝ 0）下，電壓保持得到報道。”

盡管對該電池技術的研究量不斷增加，但迄今為止制造的IBSC設備尚未充分利用中頻帶的優(yōu)勢，并且仍然很難弄清楚哪種技術將在未來流行。

然而，根據(jù)科學家的說法，膠體量子點（CQDs）仍在很大程度上未被開發(fā)，它有可能克服外延量子點（EQDs）中的主要局限性。作者在論文中指出：“每種技術都有其優(yōu)點和缺點，但總的來說，QD可以驗證IBSC運行中預期的大多數(shù)現(xiàn)象。CQD是一種潛在的低成本技術，可以設想在平板PV中使用IBSC�！�

兩位研究人員告訴表示：“我們認為，一旦開發(fā)出高效的IBSC，科學界就會投入更多的精力來優(yōu)化這些設備的性能。我們相信，一旦IBSCs被證明是非常高效和具有潛在成本效益的，根據(jù)細分市場，業(yè)界將會表現(xiàn)出極大的興趣�！�