技术优势
由于Cu2O具有半导体晶体属性,其晶体中很容易产生氧化铜(CuO)和铜(Cu)等杂质,这些杂质会降低发电效率和透光率。东芝采用X射线衍射法*3直接检测出Cu2O发电层中所含的 少量CuO和Cu,并精确地测出杂质含量值,研究出能够使这两种杂质降至 低的成膜工艺条件*4,成功开发出兼具优良透光性和高发电特性(发电效率为8.4%)的透射型Cu2O太阳能电池。东芝将此次开发的发电效率为8.4%的透射型Cu2O太阳能电池作为顶电池,将高效率的Si太阳能电池作为底电池,经估算这种Cu2O/Si串联型太阳能电池发电效率为27.4%。
应用于电动车时的续航里程估算
参考日本国立研发法人新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的估算方法,对安装有本新型Cu2O/Si串联型太阳能电池的电动汽车的免充电续航里程进行了粗略估算:
在车载安装面积为3.33m2,电动汽车单位电量的可行驶距离(采用NEDO预测的2030年估算值)为12.5km/kWh的条件下,单日免充电续航里程约为35km。由于Cu2O/Si串联型太阳能电池的成本低、效率高,具有经济实惠的优点,即使安装面积有限,仍能实现高功率输出,因此,在电动汽车进行普及安装后,有助力“交通运输电气化事业”,进而为实现2050年碳中和目标做出贡献。
未来展望
作为日本新能源产业技术综合开发机构的委托项目,东芝计划在2023年之前,开始供应外部评估专用样品,在2025年之前,完成实用尺寸Cu2O/Si串联型太阳能电池的生产技术开发工作。