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硅基钙钛矿串联电池转换效率达到27.7%!正在逼近30%效率极限

尽管硅基太阳能电池早已商业化,生活中随处可见,而钙钛矿电池还徘徊在商业化的边缘。但实际上,许多领先的研究机构都将其作为低成本高效率的替代品而具有的发电潜力充满了兴趣。钙钛矿能够吸收各个波长的能量,而硅基电池只能吸收红外光,将钙钛矿电池叠加在硅基电池之上,将使这种新兴电池吸收更多的太阳光能量。

近期,结合了3D和2D的混合尺寸钙钛矿太阳能电池因其效率和稳定性的提高而引起了人们的兴趣。但究竟哪种结合方式是最有效的结合方式仍不清楚,为了弄清这个问题,科学家们做了对比实验,通过对表面涂层和本体结合这两种结合方式观察哪种具有最好的效果。

科学家们发现,通过丁基溴化铵的表面涂覆来制造的半透??明钙钛矿电池在与硅电池串联组成的叉指背接触式硅基电池(尺寸不匹配)实现了27.7%的转换效率,而通过钝化发射极的技术实现了26.2%的效率。

“这一结果证明了串联太阳能电池的潜力。它们可以更好地利用太阳光谱,吸收所有的波长。”Kylie Catchpole教授表示。在将该技术推广到世界各地之前,仅需要稍微改善一下即可达到30%左右的转换效率。

目前该团队正在努力提高效率,同时在澳大利亚可再生能源局(ARENA)的资金支持下进一步提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。首席研究员Duong博士说:“国际光伏技术路线图(ITRP)预测,串联太阳能电池将在2023年投入批量生产,我们很接近了”。

今年1月,柏林亥姆霍兹技术中心(HZB)的科学家也基于钙钛矿/硅串联电池得到了了29.15%的转换效率,这是该技术的最新世界纪录。 HZB此前的硅基钙钛矿串联电池的转换效率记录为25.5%,Oxford PV在2018年创造了该类电池28%的记录。目前HZB的新记录已由德国Fraunhofer ISE正式认证,该组织表示,现在对于硅基钙钛矿电池的转换效率目标为30%。

随着串联电池转换效率接近30%,科学家们有望将该技术应用化,并提高该技术的商业竞争力。

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