來自加州大學(xué)洛杉磯分校Samueli工程學(xué)院的材料科學(xué)家開發(fā)出一種高效的薄膜太陽能電池，由于其雙層設(shè)計(jì)，它可以產(chǎn)生比典型太陽能電池板更多的陽光能量。

該裝置是通過在商業(yè)上可獲得的太陽能電池上噴涂一層薄薄的鈣鈦礦-一種廉價(jià)的鉛和碘化合物制成的，這種化合物已被證明非常有效地捕獲來自太陽光的能量。形成器件底層的太陽能電池由銅，銦，鎵和硒化物或CIGS的化合物制成。

該團(tuán)隊(duì)的新電池轉(zhuǎn)換了22.4%來自太陽的能量，這是鈣鈦礦-CIGS串聯(lián)太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率的記錄。該表現(xiàn)在美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)立測(cè)試中得到證實(shí)。(之前的記錄，由IBM的ThomasJ.Watson研究中心的一個(gè)小組于2015年設(shè)定，為10.9%。)UCLA設(shè)備的效率與目前主導(dǎo)光伏市場(chǎng)的多晶硅太陽能電池的效率相似。

這項(xiàng)研究發(fā)表于今天的“科學(xué)”雜志，由楊洋，加州大學(xué)洛杉磯分校的卡羅爾和勞倫斯·E·坦納斯，材料科學(xué)教授領(lǐng)導(dǎo)。

“通過我們的串聯(lián)太陽能電池設(shè)計(jì)，我們?cè)谙嗤脑O(shè)備區(qū)域從太陽光譜的兩個(gè)不同部分吸收能量，”楊說。“與單獨(dú)的CIGS層相比，這增加了太陽光產(chǎn)生的能量?！?br/>
Yang補(bǔ)充說，噴涂在鈣鈦礦層上的技術(shù)可以很容易且廉價(jià)地結(jié)合到現(xiàn)有的太陽能電池制造工藝中。

細(xì)胞的CIGS基層，其為約2微米(或一毫米的兩千分之一)厚，吸收太陽光，并以18.7%的效率自身的速率產(chǎn)生能量，但添加了1微米厚的鈣鈦礦層提高了其效率-就像在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上增加渦輪增壓器可以改善其性能一樣。這兩層由加州大學(xué)洛杉磯分校研究人員設(shè)計(jì)的納米尺度界面連接在一起;該接口有助于為器件提供更高的電壓，從而增加其可輸出的功率。

并且整個(gè)組件位于厚度約為2毫米的玻璃基板上。

“我們的技術(shù)使現(xiàn)有的CIGS太陽能電池性能比原來的性能提高了近20%，”楊說?！斑@意味著能源成本降低了20%?！?br/>
他補(bǔ)充說，使用雙層設(shè)計(jì)的設(shè)備最終可以實(shí)現(xiàn)30%的功率轉(zhuǎn)換效率。這將是研究小組的下一個(gè)目標(biāo)。

該研究的主要作者是Yang實(shí)驗(yàn)室的訪問研究員QifengHan，以及最近在加州大學(xué)洛杉磯分校獲得博士學(xué)位的Yao-TsungHsieh和LeiMeng。該研究的其他作者是Yang的研究小組的成員和SolarFrontierCorp.的日本厚木研究中心的研究人員。

該研究得到了國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和空軍科學(xué)研究辦公室的支持。楊和他的研究小組多年來一直致力于串聯(lián)太陽能電池的研究，他們的成就包括開發(fā)可用于窗戶的透明串聯(lián)太陽能電池。