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钙钛矿硅串列太阳能电池的新世界记录,以形成“串联”太阳能电池
2022年07月11日    阅读量:     新闻来源:中国玻璃网 meesm.com  |  投稿

提高太阳能电池的功率转换效率有两个重要原因。从长远来看,这是降低电力平准化成本的最有效途径。从短期来看,这是促进光伏应用于空间有限的应用(例如屋顶、外墙、车辆,甚至无人机)的最佳方式中国玻璃网meesm.com

然而,所有太阳能电池从根本上都受到其制造材料的限制,这反过来又影响了它们可以实现的效率。


迄今为止,采用最多的太阳能电池技术是由硅制成的。但尽管硅取得了成功,但其理论效率限制在29%左右。该技术目前的效率略低于27%,为未来的效率提升留下了很小的空间。


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在突破这一限制的创新竞赛中,科学家在硅上添加了一个(或多个)互补太阳能电池,以形成“串联”太阳能电池。太阳的高能可见光在顶部电池中被吸收,而低能红外光在放置在串联电池后部的硅电池中被吸收。卤化物钙钛矿已被确定为硅的理想合作伙伴,因为与硅单独相比,它们可以更有效地将可见光转换为电力,而不会过度增加制造成本。


双世界纪录成功

“我们已经越过了心理障碍,”聽EPFL光伏实验室和CSEM可持续能源中心的负责人克里斯托夫·巴利夫说。“我们已经在实验上验证了钙钛矿在硅串列上的高效潜力。其他类型的材料,即III-V半导体,已经达到了30%的效率标记。然而,这些材料及其制造过程过于昂贵,无法维持能量转换鈥攖这些设备比硅太阳能电池贵一千倍。我们的结果首次表明,使用低成本材料和工艺可以克服30%的障碍,这将为光伏的未来开辟新的前景。"聽Neuch的研究人员芒tel已经成功地提高了两种钙钛矿在硅衬底上的效率。


首先,他们采用材料和制造技术,从溶液中在平面化的硅表面上沉积高质量的钙钛矿层,对于1 cm2的太阳能电池,功率转换效率达到30.93%。其次,通过研究与纹理硅表面兼容的新型混合蒸汽/溶液处理技术,他们生产出了功率转换效率为31.25%(同样在1 cm2上)的太阳能电池。


这些结果构成聽二聽新的世界纪录:一个是平面和纹理设备架构。后一种方法提供更高的电流,并且与当前工业硅太阳能电池的结构兼容。2021,柏林亥姆霍兹Zentrum的一个团队创造了硅上钙钛矿串列太阳能电池先前的效率转换记录,该记录达到了29.8%。EPFL和CSEM的新记录由美国国家可再生能源实验室(NREL)独立认证。


光明的未来

“这些高效的结果现在需要进一步的研发,以使其扩展到更大的领域聽并确保这些新电池在标准寿命内能够在我们的屋顶和其他地方保持稳定的功率输出。”聽CSEM的Quentin Jeangros指出。聽

EPFL的克里斯蒂安·沃尔夫(Christian Wolff)总结道:“据说硅上钙钛矿串联技术有可能超过30%的效率基准,但这是首次证明这种长期预测的潜力,有望为未来更廉价的可持续电力铺平道路。”。

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