鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池效率刷新世界紀錄

2020-12-14 電子發燒友

鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池效率刷新世界紀錄

黃君芝 發表於 2020-12-11 15:29:53

數十年來，矽一直是太陽能電池市場的主宰者，但近幾年被「後起之秀」鈣鈦礦逐漸掩埋了鋒芒，後者效率從2009年的不到4%迅速上升至今年早些時候的20%，接近矽25%的長期記錄。不過如今，工程師們研發了一種由鈣鈦礦和矽製成的串聯太陽能電池，其效率可達29.15%，打破了世界紀錄。

不僅如此，這種新型鈣鈦礦/矽串聯電池另一大特點在於，在連續暴露於空氣和模擬太陽光下300多小時後，它也能保持穩定的性能，而且無需封裝保護。據悉，該團隊利用了一種具有1.68ev禁帶的複雜鈣鈦礦成分，並專注於優化襯底界面。

據了解，與單獨使用的單個電池相比，由兩個帶隙不同的半導體組成的太陽能電池串聯使用時，可以獲得相當高的效率。這是因為串聯電池更有效地利用太陽光譜。

事實上，這種矽和鈣鈦礦的串聯設計早在5年前就已表現不凡，當時其最高效率就已達到13.7%，兩年前更是達到25.2%，今年早些時候達到27.7%。而此次由慕尼黑亥姆霍茲聯合研究中心（Helmholtz Zentrum München）的科學家們研發的串聯電池效率已接近創紀錄的30%，離35%的理論上限也不遠了。

今年早些時候，這一效率紀錄已經在弗勞恩霍夫太陽能系統研究所（Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems）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。該研究成果也於近日發表在可科學期刊《Science》上。

該研究的第一作者、Albrecht團隊的博士生Eike Köhnen表示，「29.15%的效率不僅是這項技術的記錄，而且在NREL圖表中處於整個新興光伏類別的最頂端。」

就目前而言，該串聯太陽能電池是在1平方釐米的樣品中測試的，但研究人員表示，將其擴大到更實際的尺寸應該是一件相對簡單的事情。
       責任編輯:tzh

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 通過提高空穴提取整體式鈣鈦礦矽串聯太陽能電池效率達到29%
    通過提高空穴提取整體式鈣鈦礦矽串聯太陽能電池效率達到29% 作者：小柯機器人 發布時間：2020/12/14 16:05:15 德國柏林科技大學的Steve Albrecht研究團隊開發了一種單片鈣鈦礦
  • 打破世界紀錄!光伏電池效率接近30% 距理論上限不遠了
    財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，數十年來，矽一直是太陽能電池市場的主宰者，但近幾年被「後起之秀」鈣鈦礦逐漸掩埋了鋒芒，後者效率從2009年的不到4%迅速上升至今年早些時候的20%，接近矽25%的長期記錄。
  • 中美兩國的大學,都在鈣鈦礦太陽能電池上取得了新的突破
    但當前大多數太陽能電池是由精製矽（refined silicon）製成，而提煉矽材料的過程需要消耗大量的電，也就是說，發電廠為此將產生大量碳排放。為了尋求替代矽的環保材料，研究人員將重點放在了鈣鈦礦薄膜（thin-film perovskites）上。這是一種低成本的柔性太陽能電池材料，生產鈣鈦礦薄膜所需的耗能較低，而且幾乎不會產生二氧化碳排放。
  • 陳根:30%太陽能電池效率裡程碑,不日將至
    文/陳根 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。同時，鈣鈦礦已成為下一個具有潛力的太陽能材料。事實上，自從大約十年前鈣鈦礦突然出現在太陽能電池領域以來，它就以驚人的速度打破了太陽能電池的效率記錄。其中，矽或鈣鈦礦的效率通常達到20%左右。
  • 牛津大學最新《Science》:高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池
    導讀：鈣鈦礦太陽能電池的高效率和長期穩定往往是不可兼得的。本文報導的在環境大氣全光譜模擬陽光的條件下，未封裝電池和封裝電池在60℃和85℃的條件下，分別在1010和1200小時內保持80%、95%的峰值效率。
  • 碳中和+|中美兩國的大學,都在鈣鈦礦太陽能電池上取得了新的突破
    但當前大多數太陽能電池是由精製矽（refined silicon）製成，而提煉矽材料的過程需要消耗大量的電，也就是說，發電廠為此將產生大量碳排放。 為了尋求替代矽的環保材料，研究人員將重點放在了鈣鈦礦薄膜（thin-film perovskites）上。這是一種低成本的柔性太陽能電池材料，生產鈣鈦礦薄膜所需的耗能較低，而且幾乎不會產生二氧化碳排放。
  • 分層太陽能電池技術可提高效率和價格承受能力
    研究人員採用了鈣鈦礦型太陽能電池（一種旨在收集更高能量的光子的晶體結構），並將其分層放置在矽太陽能電池的頂部，該矽太陽能電池可在光譜的紅外部分捕獲更多的光子，該部分由輻射能組成。我們看不到，但我們可以感覺到像熱一樣。結合鈣鈦礦，矽太陽能電池的效率提高了21％，效率提高到27％，提高了三分之一。
  • 科普知識|太陽能電池的昨天、今天與明天
    實際上，這是他不經意間製造了一個p-n結，這是矽太陽能電池的基礎。Ohl隨後將他製備出的大約有1%效率的太陽能電池申請了專利。左圖：物理學家Pearson(左)、工程師Daryl Chapin(中)、化學家Fuller(右）但是，真正實用的太陽能電池是又過了14年才出現。
  • 鈣鈦礦光伏第一人 - 北極星太陽能光伏網
    鈣鈦礦光伏第一人北極星太陽能光伏網訊:就在今年年初，德國海姆霍茲柏林材料所創造了29.15％單結鈣鈦礦-矽疊層太陽能電池(Perovskite-Silicon SCs)的記錄效率，這一效率超過了牛津光伏公司保持兩年的28%效率！
  • How It’s Made——鈣鈦礦太陽能電池的崛起
    導讀 與其他光伏材料相比，鈣鈦礦太陽能電池在性能的提升方面表現出了驚人的速度。近期，來自德國柏林科技大學的Steve Albrecht等研究者在Science正刊中報導了一個單片鈣鈦礦/矽串聯太陽能電池，其認證的功率轉換效率高達29.15%，預計還會進一步提高。現如今，鈣鈦礦太陽能電池生產技術逐漸趨於成熟，生產設備也逐漸小型化和便捷化。
  • 重磅|Oxford PV 顛覆太陽能電池技術
    Averdung表示：「再創世界紀錄，對於我們基於鈣鈦礦的太陽能電池而言，是一個了不起的裡程碑，因為這表明我們距離提供高功率且低成本的太陽能更近了一步」 「我們很高興成為太陽能革命的核心，並在使世界能源供應減碳中發揮至關重要的作用」 「我們目前正處於全球臨界點–氣候變化正在急劇惡化，使用替代能源的需求從未如此強烈」
  • 鈣鈦礦光伏電池新方向:「吃點辣」可同時提高效率和穩定性
    文 | 財聯社 黃君芝據報導，近期的一項研究結果表明，辣椒不僅可以幫助人們做出美味佳餚，還可能是更穩定、更高效鈣鈦礦太陽能電池的「秘方」。數十年來，矽一直主宰著太陽能電池市場，但近年來，其寶座有被奪走的危險。其中增長最快的新產品當屬鈣鈦礦，其效率從2009年的不到4%上升到今年早些時候的20%，接近矽25%的長期記錄。
  • 【盤點】2017年鈣鈦礦太陽能電池十大研究進展
    隨後，他們又藉助界面調控，首次在鈣鈦礦太陽能電池領域提出了「電荷載流子平衡」的概念，並系統地研究和實現反式鈣鈦礦太陽能電池器件內的電荷載流子平衡，將反式鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率進一步提升至接近19%。
  • 科學網—新型鈣鈦礦薄膜讓太陽能電池實現高效率
    本報訊（記者馮麗妃）南京工業大學先進材料研究院黃維院士團隊、陳永華教授團隊與澳門大學應用物理及材料工程研究院邢貴川教授合作，在世界上首次報導了一系列不同量子阱寬度的二維
  • 這位大神 五次刷新鈣鈦礦電池效率世界紀錄!
    Rev.Doi:10.1039/C8CS00656C.http://dx.doi.org/10.1039/C8CS00656C2、AFM綜述:金屬氧化物傳輸層用於高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池目前，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的效率約為24％。
  • 科學網—給柔性鈣鈦礦太陽能電池安上「水泥」支架
    近年來，柔性鈣鈦礦太陽能電池由於其可溶液加工、質輕、成本低等優勢，有望成為可持續發展可拉伸應用的光伏技術。
  • 給柔性鈣鈦礦太陽能電池架上「水泥」支架—新聞—科學網
    近年來，柔性鈣鈦礦太陽能電池由於其可溶液加工、質輕、成本低等優勢，有望成為可持續發展可拉伸應用的光伏技術。
  • 復旦突破鈣鈦礦材料核心難題,製備出高效穩定太陽能電池
    在短短十年內，基於金屬滷化物鈣鈦礦的太陽能電池功率轉換效率就從起初的3.8%上升到25.2%，超過其他類型的薄膜太陽能電池。近日，復旦大學信息科學與工程學院詹義強、鄭立榮和瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）合作實現了一種室溫穩定的鈣鈦礦材料，並且製備出了光電轉換效率超過23%的高效穩定太陽能電池。
  • 科研團隊取得太陽能電池材料新突破:便宜100倍,可快速製備
    科學家目前開發出的鈣鈦礦電池，可以將 25％ 的太陽能轉化為電能，儘管這種轉換效率可以與矽材料相媲美，但這些實驗電池並不能很快被應用到屋頂上。Rolston 表示：「大多數有關鈣鈦礦的研究工作都只是涉及到體積很小的可用太陽能電池，如小拇指指甲蓋大小一般。」
  • 漢能SHJ再次刷新世界紀錄,轉換效率達25.11%
    日前，經德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）認證，漢能SHJ太陽能電池，冠軍電池片全面積光電轉換效率達到25.11%，刷新了此前由其自身保持原世界紀錄。漢能成都研發中心再次刷新高效矽薄膜異質結（Silicon Hetero-Junction，SHJ）太陽能電池的世界紀錄，其製備的冠軍電池片，全面積（M2，244.45 c㎡）光電轉換效率達到25.11%。