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下一代铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se?）太阳能电池效率提升的挑战与机遇：范式转变的前景

DOI：10.1039/D0EE00834F 期刊：Energy & Environmental Science 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 近年来，铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se2）光伏技术取得显著进展。尽管吸收层为多晶结构，其光电转换效率仍突破23%。虽然当前效率距理论极限尚有差距，但材料品质已接近能制备最高效太阳能电池的III-V族化合物。高载流子寿命、低开路电压损耗以及个位数百分比范围的外量子效率表明，采用新型器件结构可能带来下一轮效率提升。本文通过综述视角，阐述了提升铜铟镓硒太阳能电池转换效率的现存挑战与技术路径，重点提出非渐变吸收层设计、电荷选择性接触集成及光子循环效应最大化三大策略?；诎刖槠骷Ｐ头治鱿允荆庑┓桨缚墒笰M1.5全球标准光谱下的电池效率达到29%，并论证了当前最先进的铜铟镓硒电池是否已受益于光子循环效应。
作者： Mario Ochoa，Stephan Buecheler，Ayodhya N. Tiwari，Romain Carron
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研究概述 实验方案

研究目的

描述提升Cu(In,Ga)Se2太阳能电池光电转换效率的当前挑战与路径，建议采用非渐变吸收层、集成电荷选择性接触层以及最大化光子循环利用。

研究成果

研究得出结论：采用非分级吸收层、电荷选择性接触以及最大化光子循环利用，可显著提升铜铟镓硒（Cu(In,Ga)Se2）太阳能电池的功率转换效率，潜在效率有望达到29%。分析同时表明，当前最先进的电池可能已在一定程度上受益于光子循环效应。

研究不足

该研究基于模拟和理论分析，可能无法完全涵盖实际太阳能电池制造中实施所提策略时面临的所有实际挑战。由于材料和制造限制，实际效率提升可能会有所不同。

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