銅其薄膜太陽能電池正接受模擬陽光的檢測

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促使其快速發(fā)展。在光伏市場上，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)在已收到來自獨立的弗賴堡太陽能系統(tǒng)所（ISE）的檢測報告，確認他們打破了兩個效率記錄。這項創(chuàng)新中最獨特的地方就是由HZB通過自己開發(fā)的環(huán)保生產(chǎn)工藝ILGAR而增設了一個所謂的太陽能電池的“緩沖層”。該技術避開了通常會被用到的重金屬鎘。

對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，這個緩沖層仍是是一個例外。這個部分的標準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）解決了這個問題，從而確保可以用標準化的流程生產(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“化學浸泡沉積”的額外過程，這個環(huán)節(jié)即緩慢還對環(huán)境有害。

為了做出能破紀錄的太陽能電池，HZB科學家沿用了產(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吸收層實現(xiàn)了16.1％的光電轉(zhuǎn)效率（生產(chǎn)后的直接內(nèi)部檢測達到16.8％）。是負責緩沖層研究的是HZB科學家約翰娜·克拉姆（Johanna Krammer），她掌握了有關ILGAR研究的所有前期結果。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在線運行的覆膜機樣機。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現(xiàn)了13.7％的效率，這跟采用硫化鎘緩沖層的對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）教授領銜的ILGAR團隊曾因他們擁有專利保護的ILGAR生產(chǎn)工藝，作為弗勞恩霍夫協(xié)會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大會暨博覽會上特別獎。

德國亥姆霍茲國家研究中心聯(lián)合會

德國亥姆霍茲聯(lián)合會原名"大科學中心聯(lián)合會"，是德國最大的科研團體。聯(lián)合會每年獲得的科研經(jīng)費總額超過34億歐元，其中來自政府渠道的經(jīng)費相當于德國另外三大科研團體：馬克斯.普朗克學會、萊布尼茲聯(lián)合會及弗勞恩霍夫協(xié)會三家的總和，聯(lián)合會下屬有18個國際著名的研究中心，員工總數(shù)達到31,745名。聯(lián)合會在國際學術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備展開國際一流的大科學研究，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)著科技進步、創(chuàng)新應用相結合并進而直接影響社會發(fā)展遠景的鮮明特色。聯(lián)合會繼承了著名的自然科學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（1821-1894）的科學精神。