采用钯纳米粒子阵列智能堆叠技术的30%效率III-V/Si多结太阳能电池

摘要： 多结（MJ）太阳能电池通过有效利用整个太阳光谱实现了极高的转换效率。此前，我们采用具有钯纳米粒子阵列的独特机械堆叠技术——智能堆叠技术，构建了III-V//Si多结太阳能电池。本研究采用智能堆叠技术制备了InGaP/AlGaAs//Si三结太阳能电池，在AM 1.5G太阳光谱照射下实现了30.8%的转换效率，显著高于我们先前25.1%的结果。这一优异性能通过优化上部GaAs基电池结构并采用隧道氧化物钝化接触硅电池实现。此外，我们测试了该器件在低倍聚光条件下的性能，在5.5倍聚光时获得32.6%的最高效率，该性能足以满足实际低倍聚光光伏应用（低于10倍聚光）的需求。通过湿热测试（85°C和85%湿度条件下1000小时），我们进一步表征了InGaP/AlGaAs//Si三结太阳能电池的可靠性，证实该电池在严苛条件下具有优异的长期稳定性。这些结果表明GaAs//Si多结太阳能电池作为下一代光伏器件的潜力，以及智能堆叠技术在制备多结电池方面的有效性。