來自西班牙IREC加泰羅尼亞能源研究所和芬蘭阿爾托大學的科學家已經(jīng)將釩氧化還原液流電池（VRFB）與基于銅，銦，鎵和硒（CIGS）技術的小型太陽能模塊組合在一個器件中，以達到利用其高能量密度的目的。

研究人員表示，VRFB的高壓對光伏器件的集成提出了挑戰(zhàn)，因為前者不斷增加電池的充電狀態(tài)，而光伏器件必須正確匹配存儲系統(tǒng)的能量需求。

他們說：“綜合系統(tǒng)需要解決的主要挑戰(zhàn)是考慮到后者固有的電位漂移，將PV最大功率點與氧化還原液流電池相匹配。”

他們將來自美國CIGSspecialistSoloPower的迷你面板作為嵌入式光電電極與電池集成在一起，無需額外的電力電子設備。將CIGS箔切成5.1cm2至5.3cm2的小電池，研究小組用它們制作了三電池和四電池光伏模塊，分別稱為“3CM”和“4CM”。面板具有不同的開路電位和電流密度。

研究人員說：“3CM和4CM的最終幾何面積分別為16和20.4cm2。

光輔助充電/放電測試在合適的電化學電池中進行。CIGS模塊通過耦合在電池的負極，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）窗口和石墨集電器之間進行集成。將參比電極插入電池的負極。

科學家用PEC-L01太陽模擬器照亮面板。由PV系統(tǒng)產(chǎn)生的光電流和電池中的開路電位都遵循VMP3生物恒電位儀，其控制電壓并測量所得電流。

學者聲稱，該測試表明，CIGS電池的開路電壓為0.6V，短路電流為35mAcm2，效率為10.3%。

他們解釋說：“像單片互連這樣的替代互連策略可能會比目前工作中使用的貼扣方法帶來更好的太陽能電池效率。”

根據(jù)研究小組的說法，迷你面板實現(xiàn)的開路電壓值足夠高，可以完成器件中的無偏光電。然而，電池電池電壓的電位變化決定了光電流的降低。在4CM面板中，它達到了21%，但在3CM模塊中達到了59%。這清楚地表明該系統(tǒng)的操作點不是最佳的，因此這可能會限制VRFB的光電荷。

具有四個串聯(lián)電池的小型模塊在1個太陽照明下實現(xiàn)了完全無偏光充電，導致77%的高能量，7.5%的太陽能電池充電效率和5.0%的總往返能量轉(zhuǎn)換效率。據(jù)科學家們稱，這些值超過了文獻中報道的太陽能VRFB的所有值。

在兩種不同電池配置下測試的三電池模塊由于電池電壓較低而完全依賴于電池的開路電位和較低的功率性能。

“我們首次通過定制商用薄膜光伏電池展示了這種儲能系統(tǒng)的巨大潛力，這可能為基于更簡單配置的太陽能電池的未來發(fā)展開辟道路已有的技術。”科學家們總結(jié)道。

他們在最近發(fā)表在可持續(xù)能源與燃料雜志上的“適應Cu（in，Ga）Se2photovoltaics用于集成太陽能釩氧化還原流電池的完全無偏光電充電”中介紹了他們的電池原型。