四端异质结钙钛矿串联太阳能电池,效率为 30.09%

四端异质结钙钛矿串联太阳能电池，效率为30.09%

由越南-韩国研究小组开发的复杂光伏器件由底部双面晶体硅钙钛矿过滤异质结子电池构成，该子电池能够吸收短波长范围内的所有太阳光谱。

韩国仁川大学主楼

一个越南-韩国研究小组开发了一种四端钙钛矿-硅串联太阳能电池，该电池具有特殊的双面配置用于反照率反射。该电池实现了30.09%的功率转换效率(考虑到背面性能)。

该串联器件由双面晶体硅钙钛矿过滤异质结子电池构成，科学家们称其能够从正面和背面吸收太阳光谱，并与半透明非晶硅子电池相比实现显着增强，因为它吸收了短波长范围内的所有太阳光谱。

子电池中使用的钙钛矿是甲基铵-铅(III)碘化物(CH 3 NH 3 PbI 3)。空穴和电子传输层是用氧化镍(NiO)和PCBM开发的，PCBM分别是巴克敏斯特富勒烯C60的增溶版本。NiO通过原子层沉积(ALD)工艺沉积，而旋涂用于在吸收层上涂覆PCBM。厚度为200微米的商用直拉生长n型晶体硅晶片用于异质结电池。通过簇系统中的等离子体增强化学气相沉积在电池上生长非晶硅层。

研究人员解释说，在传统的四端钙钛矿/硅配置中，短波长范围内的太阳光谱被钙钛矿顶部子电池吸收，而剩余的光则被下面的硅异质结子电池吸收。“然而，并非所有对应于底部子电池光学带隙的光子都能产生，”他们进一步解释说。

在建议的电池配置中，双面增加了吸收光子的数量。“因此，当反照率从0增加到0.5时，晶体硅异质结底部子电池的短路电流和转换效率分别从~ 15.15到33.5 mA/cm 2和从8.68%提高到12.99%太阳，”学者们说。“通过改变细胞支架和照明源之间的距离，可以在0-0.5太阳的范围内准确调整反照率反射强度。”

这种效率提高能够将电池的整体效率(包括反射到背面的光)从25.78%提高到30.09%。该太阳能电池在科学报告中发表的论文中介绍了具有光谱反照率的超过30%效率的双面4端钙钛矿-异质结硅串联太阳能电池。该研究小组由来自韩国仁川国立大学和成均馆大学(SKKU)以及越南国立大学和同德胜大学的科学家组成。

“这种方法实现了超过30%的转换效率，高于顶部和底部子电池的转换效率，”研究中写道。“值得注意的是，这种效率也高于单结c-Si太阳能电池的Schockley-Quiesser极限(约29.43%)。”