矽/鈣鈦礦太陽能電池效率再破紀錄：離理論上限已不遠

2020-12-11 cnBeta

據外媒報導，長期以來，矽一直是太陽能電池的黃金標準，但現在它正開始達到極限。鈣鈦礦正在成為一個有前景的合作夥伴，現在工程師們已經創造了一個新的效率記錄，這種串聯太陽能電池的效率接近30%。自約十年前鈣鈦礦進入太陽能電池領域以來，它正在以驚人的速度打破了效率紀錄--尤其是當它跟矽配對時。

就在五年前，串聯太陽能電池的最高效率還只有13.7%，兩年前則就達到了25.2%，今年早些時候又增至27.7%，然後是現在的29.15%。這一最新的紀錄由來自柏林亥姆霍茲中心(HZB)的科學家創造。這接近了具有裡程碑意義的30%，並且離35%的理論上限也不遠了。

作為參考，矽或鈣鈦礦單獨的效率通常最高可達20%左右。由於它們會吸收不同波長的光，所以當它們能很好地結合在一起的時候可以帶來意想不到的效果。據悉，矽主要集中在光譜的紅光和紅外線部分，而鈣鈦礦則擅長於綠光和藍光。

為了製造出這種新設備，研究小組首先使用了能帶隙為1.68 ev的鈣鈦礦組成，然後，他們開發出了一種新的底物，其由基於咔唑的甲基取代分子製成，可以幫助電子更有效地流經電極。

在目前的形式下，太陽能電池是在1平方釐米的樣品中測試的，但研究人員說，將其擴大到更實際的尺寸應該是一件相對簡單的事情。

今年早些時候，這一效率紀錄在Fraunhofer ISE獲得認證並被列入了NREL圖表中，該圖表自1976年以來一直記錄著太陽能電池技術的進展。現在，這項描述這項新工作的研究成果已經發表在《Science》上。

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