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新型钙钛矿/硅串联电池效率接近35%的理论上限

来源:财联社 | 作者:wxf | 分类:技术 | 时间:2020-12-14 | 浏览:8553
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锂电网讯:数十年来,硅一直是太阳能电池市场的主宰者,但近几年被“后起之秀”钙钛矿逐渐掩埋了锋芒,后者效率从2009年的不到4%迅速上升至今年早些时候的20%,接近硅25%的长期记录。不过如今,工程师们研发了一种由钙钛矿和硅制成的串联太阳能电池,其效率可达29.15%,打破了世界纪录。不仅如此,这种新型钙钛矿/硅串联电池另一大特点在于,在连续暴露于空气和模拟太阳光下300多小时后,它也能保持稳定的性能,而且无需封装保护。据悉,该团队利用了一种具有1.68ev禁带的复杂钙钛矿成分,并专注于优化衬底界面。

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据了解,与单独使用的单个电池相比,由两个带隙不同的半导体组成的太阳能电池串联使用时,可以获得相当高的效率。这是因为串联电池更有效地利用太阳光谱。事实上,这种硅和钙钛矿的串联设计早在5年前就已表现不凡,当时其最高效率就已达到13.7%,两年前更是达到25.2%,今年早些时候达到27.7%。而此次由慕尼黑亥姆霍兹联合研究中心(Helmholtz Zentrum München)的科学家们研发的串联电池效率已接近创纪录的30%,离35%的理论上限也不远了。

今年早些时候,这一效率纪录已经在弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)获得认证并被列入了NREL图表中,该图表自1976年以来一直记录着太阳能电池技术的进展。该研究成果也于近日发表在可科学期刊《Science》上。

该研究的第一作者、Albrecht团队的博士生Eike Khnen表示,“29.15%的效率不仅是这项技术的记录,而且在NREL图表中处于整个新兴光伏类别的最顶端。”就目前而言,该串联太阳能电池是在1平方厘米的样品中测试的,但研究人员表示,将其扩大到更实际的尺寸应该是一件相对简单的事情。


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