德國科學家:鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池效率可提升至 30% 以上

2021-01-08 騰訊網

IT之家12月15日消息 今年一月，德國柏林亥姆霍茲研究中心（HZB）的一個研究小組創造了鈣鈦礦 / 矽串聯太陽能電池效率的世界紀錄，實驗使用的太陽能電池板並不是傳統的矽基材料，而是鈣鈦礦 / 矽串聯電池，效率達到了 29.15%，這已經非常接近 35% 的理論極限。該團隊本月 11 日又有一項新的研究進展發布在《科學》雜誌，能夠繼續提高這種太陽能電池的效率達到 30% 以上。

根據該團隊提供的渲染圖片，可以看出此款太陽能電池底部為矽，上方疊加了鈣鈦礦材質。這兩種材料都能夠進行太陽能發電，不同的是矽主要吸收光譜中的紅色、紅外部分，鈣鈦礦則主要吸收綠光和藍光，兩者疊加可以相互促進，提高發電效率以及穩定性。

該小組在創造了世界紀錄之後，今年繼續研究，發明了一种放置在矽和鈣鈦礦中間的自組裝甲基取代咔唑單層膜材料，提高了填充性能以及太陽能電池的穩定性。利用這個材料，研究小組製作了新的複合電池，在模擬太陽光照射 300 小時後，效率仍能保持在 95%。並且，這還是在沒有進行封裝（上方覆蓋玻璃等保護層）的前提下進行的。

▲ 今年早些時候創造紀錄的太陽能電池 | 圖片來自 HZB

雖然此前實驗的電池只有 1 平方釐米，但是該研究小組指出，此種電池工藝理論上適用於大面積生產，利用真空沉積工藝可以實現。

HZB 的研究小組的下一個目標是將電池效率提高至 30% 以上，並接近 32.4% 的實際極限。

IT之家了解到，該研究小組的研究成果於 12 月 11 日發表在《科學》雜誌，此種方法通過提高空穴提取效率來實現高效率。HZB 的研究小組還保持著鈣鈦礦/CIGS（銅銦鎵硒化合物）串聯電池的效率記錄，為23.26%，並已將該電池使用的技術授權給一家日本製造商進行商業開發。

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