該款Cu2O/Si串聯(lián)型太陽能電池，預(yù)計(jì)整體發(fā)電效率將達(dá)27.4%。如果為電動(dòng)汽車安裝這款太陽能電池，預(yù)計(jì)每天免充電續(xù)航里程約為35km。為實(shí)現(xiàn)碳中和社會(huì)這 目標(biāo)， 各國正在大力推進(jìn)可再生能源事業(yè)，特別是汽車和電車等移動(dòng)交通工具。典型的高效率電池是由砷化鎵半導(dǎo)體（GaAs）等III-V族太陽能電池*2疊加而成的串聯(lián)型太陽能電池，其發(fā)電效率超過30%，高于Si太陽能電池，但制造成本比Si太陽能電池高出數(shù)百倍至數(shù)千倍。而透射型Cu2O太陽能電池的主要原材料和制造設(shè)備價(jià)格低廉，預(yù)計(jì)生產(chǎn)成本將會(huì)大幅降低。透射型Cu2O太陽能電池通過吸收短波光進(jìn)行發(fā)電，并且可以透射長(zhǎng)波光，搭配Si太陽能電池作為底電池，通過吸收長(zhǎng)波光進(jìn)行發(fā)電。采用這種方式后，無論長(zhǎng)短波長(zhǎng)的光都可以被轉(zhuǎn)化為電能。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
由于Cu2O具有半導(dǎo)體晶體屬性，其晶體中很容易產(chǎn)生氧化銅（CuO）和銅（Cu）等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)降低發(fā)電效率和透光率。東芝采用X射線衍射法*3直接檢測(cè)出Cu2O發(fā)電層中所含的 少量CuO和Cu，并精確地測(cè)出雜質(zhì)含量值，研究出能夠使這兩種雜質(zhì)降至 低的成膜工藝條件*4，成功開發(fā)出兼具優(yōu)良透光性和高發(fā)電特性（發(fā)電效率為8.4%）的透射型Cu2O太陽能電池。東芝將此次開發(fā)的發(fā)電效率為8.4%的透射型Cu2O太陽能電池作為頂電池，將高效率的Si太陽能電池作為底電池，經(jīng)估算這種Cu2O/Si串聯(lián)型太陽能電池發(fā)電效率為27.4%。
應(yīng)用于電動(dòng)車時(shí)的續(xù)航里程估算
參考日本國立研發(fā)法人新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）的估算方法，對(duì)安裝有本新型Cu2O/Si串聯(lián)型太陽能電池的電動(dòng)汽車的免充電續(xù)航里程進(jìn)行了粗略估算：
在車載安裝面積為3.33m2，電動(dòng)汽車單位電量的可行駛距離(采用NEDO預(yù)測(cè)的2030年估算值)為12.5km/kWh的條件下，單日免充電續(xù)航里程約為35km。由于Cu2O/Si串聯(lián)型太陽能電池的成本低、效率高，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)，即使安裝面積有限，仍能實(shí)現(xiàn)高功率輸出，因此，在電動(dòng)汽車進(jìn)行普及安裝后，有助力“交通運(yùn)輸電氣化事業(yè)”，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)2050年碳中和目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。
未來展望
作為日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)的委托項(xiàng)目，東芝計(jì)劃在2023年之前，開始供應(yīng)外部評(píng)估專用樣品，在2025年之前，完成實(shí)用尺寸Cu2O/Si串聯(lián)型太陽能電池的生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)工作。
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