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增强型钙钛矿太阳能电池将转换效率提高到24%

栏目:行业动态 宣布时间:2022-05-09
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一种新型串联太阳能电池(tandem solar cell),凭证转换成电能的光子的比例来权衡,其效率抵达24%。该团队体现,这一效果创下了迄今为止使用有机和钙钛矿基吸收剂组合(combination of organic and perovskite-based absorbers)所抵达的最高效率的新纪录。

该太阳能电池由Wuppertal大学的Thomas Riedl教授和Cologne大学物理化学研究所的研究小组配合开发。研究效果揭晓在4月13日的Nature杂志上,题为“氧化铟钙钛矿/有机串联太阳能电池”(Perovskite/organic tandem solar cells with indium oxide interconnect)。

研究团队体现,古板的太阳能电池手艺主要以硅为基础,在大大都情形下,许多人以为它“已经很好了”,“很难期望它们的效率有显著的提高,因此,开发能够对能源转型作出决议性孝顺的新太阳能手艺变得越发须要。”

在这项研发中,团结了两种这样的替换吸收质料。研发中使用的有机半导体,是一种在一定条件下可以导电的碳基化合物。它们与一种钙钛矿(perovskite)配对,这种钙钛矿基于铅卤素化合物(lead-halogen compound),具有优异的半导体性能。与古板的硅电池相比,这两种手艺生产所需的质料和能源都要少得多,这使得制造更具可一连性的太阳能电池,成为可能。

阳光由差别波长的光波组成,高效的太阳能电池必需将尽可能多的光波转换成电能。这可以通过所谓的串联电池实现。在这种电池中,差别的半导体质料团结在一起,每种质料吸收差别规模的太阳光谱。在Wuppertal-Cologne的这项研究中,有机半导体用于光的紫外线和可见光部分,而钙钛矿在近红外线部分有用吸收。

类似的质料组合以前也曾被探索过,但研究团队现在已经乐成地显著提高了它们的性能。在项目最先时,之前最好的钙钛矿/有机串联电池的效率约为20%。而这项研究则将效率提升至亘古未有的24%。

Cologne大学物理化学研究所的Selina Olthof博士谈论说:“为了抵达云云高的效率,太阳能电池内部质料之间的界面损失必需最小化。”“为相识决这个问题,Wuppertal小组开发了一种互连方法,将有机亚细胞和钙钛矿亚细胞在电子和光学上耦合起来。”

作为互连层,在太阳能电池中集成了一层薄薄的氧化铟,厚度为1.5nm,以尽可能地降低消耗。Cologne的研究职员在评估界面和互连线的能量和电性能方面施展了要害作用,以便识别消耗历程并进一步优化组件。

Wuppertal的研究小组举行的模拟测试批注,接纳这种要领,未来可以实现效率凌驾30%的串联电池。

(文章泉源:财经涂鸦)

 


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