美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的一个研究小组声称,新开发的双面钙钛矿太阳能电池实现了91%-93%的双面性。
研究人员设计出一种厚度经过改良的双面钙钛矿太阳能电池,在双面光照下实现了非常接近的效率。
他们利用光学和电学模拟确定了电池所需的厚度。
为了吸收太阳光谱某些部分的大部分光子,双面太阳能电池正面的钙钛矿层必须足够厚,但又不能太厚以免阻挡光子。研究小组还确定了背面电极的理想厚度,从而尽量减少电阻损耗。
根据模拟值指导,研究小组设计出精确厚度为850纳米的双面电池。
研究人员将电池置于两个太阳能模拟器之间,用于评估通过双面照明获得的效率。直射光瞄准正面,背面则接收反射光。
随着反射光与正面照明光比例的增加,钙钛矿电池的效率也随之提升。
研究人员称,实验室测量的正面光照效率超过了23%,背面照明效率约为正面的91%-93% 。
这项题为"高效双面单结钙钛矿太阳能电池"的研究发表在《焦耳》杂志上。
单面电池效率已达到创纪录的约26%。过去,与单面电池相比,双面钙钛矿太阳能电池设备的容量不足。
双面太阳能电池的双重特性使其能够在正面捕捉直射太阳光,在背面捕捉反射太阳光,从而使其性能优于单面电池。
众所周知,双面钙钛矿太阳能组件的制造成本要高于广泛使用的单面组件。不过,研究人员估计,由于双面组件的发电量提升了10-20%,因此可以成为更理想的金融投资品。
美国能源部太阳能技术办公室资助了这项研究。
最近,NREL和北伊利诺伊大学的另一个研究小组开发出一种由掺镍石墨和铋铟合金组成的层,它可作为钙钛矿太阳能电池使用的金层的一种经济有效的替代品。
今年3月,NREL设计出一种生产钙钛矿太阳能电池的新方法,加速了它的商业化进程。团队制造出的一种高效太阳能电池在经过1200小时的连续运行后,其效率仍保持在初始效率的90%以上。