日本NEDO下一代高性能太阳电池研究取得系列进展

作者: 2016-01-01 13:16 来源:战略情报研究部
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本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)为推动实现太阳能系统发电成本到2020年降至14日元/千瓦时的目标,在2010-2014年间实施了“开发太阳能发电系统下一代高性能技术”项目。该项目自实施以来开展了太阳电池结构优化、太阳电池部件组装、加工技术开发等多项研究,不仅刷新了多种太阳电池的世界最高转换效率纪录,还取得了多项重要成果,包括开发新的单晶硅生长方法以有效降低制造成本、开发硅衬底高效加工技术、太阳电池铜胶电极的实用化等[1]

1、刷新多项太阳电池转换效率纪录

夏普公司使用异质结背接触集成技术,实现了以现有技术较难达成的高开路电压和大短路电流的平衡,研制的晶硅太阳电池实现了25.1%的世界最高转换效率水平。

Kaneka公司研制的实用尺寸(6英寸,152平方厘米)双面电极异质结晶硅太阳电池实现了25.1%的世界最高单元转换效率。此外,更大尺寸(239平方厘米)电池效率也达到了24.5%。

日本光伏发电技术研究协会(PVTEC)开发了光降解抑制、光学捕获等技术,研制的3结薄膜硅电池转换效率达到13.6%。

Solar Frontier公司采用硒硫化方法改良光吸收层,并提高透明导电膜性能,在2014年研制的无镉CIS薄膜太阳电池达到了当时20.9%的世界最高转换效率。此外,30平方厘米子组件效率达到18.3%。

由夏普公司等组成的染料敏化太阳电池研发联盟通过开发二氧化钛电极、染料和电解液的最佳材料,研制的1平方厘米染料敏化太阳电池达到11.9%的世界最高转换效率。此外还开发了低成本的结构组件技术,研制的5平方厘米染料敏化太阳电池效率达到10.7%。

由东芝公司等组成的有机薄膜太阳电池研发联盟通过开发对长波长光吸收效率高的有机薄膜材料以及合适的反转结构,实现了有机薄膜太阳电池转换效率达到11.0%的世界最高转换效率。此外还开发了半月板涂覆方法,采用简单过程就能均匀成膜,5平方厘米子组件效率达到9.7%、30平方厘米组件效率达到8.7%。

2、低成本单晶硅晶体生长方法开发

日本国立材料研究所(NIMS)、九州大学成功开发单晶硅锭铸造方法,达到了与传统提拉法相同的生产效率。

3、开发用于太阳电池的100微米厚度衬底的高效加工技术

为降低晶硅太阳电池的成本,促进晶硅铸锭切片技术的进步,小松NTC有限公司成功开发了切片技术,厚度比传统的180微米降低约一半,达到100微米。此外,NTC还成功降低了三分之二的切片损失。

4、晶硅太阳电池铜胶实用化

NAMICS公司为降低晶硅太阳电池成本,开发了价格较低的铜胶电极来代替银胶电极,解决了铜胶电极的可靠性和效率问题,成功实现实用化。                                             

(周洪 陈伟)


[1]太陽光発電分野の技術開発成果を発表. http://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_100476.html
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