作者來自德國亥姆霍茲研究中心(HZB)
鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池。您可以在晶圓中間看到活躍的藍色區(qū)域,該區(qū)域被金屬銀色電極包圍。
目前由硅底電池和過氧化物頂電池組成的串聯(lián)太陽能電池的世界紀錄在HZB再次被打破。新的串聯(lián)太陽能電池將32.5%的入射太陽輻射轉換為電能。意大利的認證機構歐洲太陽能測試裝置(ESTI)對該串聯(lián)電池進行了測量,并正式確認了這一數(shù)值,該數(shù)值也被列入了美國國家可再生能源實驗室(NREL)的太陽能電池技術圖表。
HZB的科學家們可以顯著提高過氧化物/硅串聯(lián)太陽能電池的效率。"這是一個真正的大躍進,幾個月前沒有預見到。HZB的所有團隊,特別是光伏能力中心(PVComB)和HySPRINT創(chuàng)新實驗室團隊成功合作,并充滿激情。"Steve Albrecht教授說。
插圖顯示了串聯(lián)太陽能電池的示意結構,底部電池由硅制成,頂部電池由鈣鈦礦制成。雖然頂部電池可以利用藍光成分,但底部電池可以轉換光譜中的紅色和近紅外成分。不同的薄層有助于優(yōu)化利用光并最大限度地減少電損耗。
接口修改
Albrecht的團隊使用了一種先進的過氧化物成分,并進行了非常巧妙的界面修改。主要作者Silvia Mariotti博士后和Albrecht團隊的Eike K?hnen博士開發(fā)了一種界面修飾,以減少電荷載流子重組損失,并應用詳細的分析來了解界面修飾的具體特性。隨后,在碩士生Lea Zimmermann的幫助下,這些發(fā)展被成功地應用于串聯(lián)太陽能電池,并與進一步的光學改進相結合。
此外,還有許多科學家和技術人員幫助開發(fā)和制造了串聯(lián)電池,以取得這一成功。總的來說,接口和光學方面的改進實現(xiàn)了最高的光電壓(開路電壓),并使這種迷人的串聯(lián)技術的效率達到了新的記錄。
進展神速
過去幾年,尤其是上個月,各研究機構和公司正在進行的效率開發(fā)對該領域來說是相當令人興奮的。來自HZB的各個團隊在2021年底取得了一個創(chuàng)紀錄的數(shù)值,效率為29.8%,是通過周期性的納米材料實現(xiàn)的。最近,在2022年夏天,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院首次報告了一個超過30%障礙的認證串聯(lián)電池,其效率為31.3%,這比2021年的數(shù)值有了顯著的飛躍。
隨著新的認證值達到32.5%,該記錄再次回到HZB。Albrecht說:"我們對這個新值感到非常興奮,因為它表明過氧化物/硅串聯(lián)技術在促進可持續(xù)能源供應方面具有很大的前景?!?/p>
HZB的科學主任Bernd Rech教授說:"HZB串聯(lián)的太陽能電池效率為32.5%,現(xiàn)在已經(jīng)達到了以前只有昂貴的III/V半導體才能達到的范圍。NREL的圖表清楚地顯示了EPFL和HZB的最后兩個增長點到底有多壯觀。”
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