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钙钛矿-矽太阳能再创纪录,转换效率突破 30% 大关有望

发布时间:2021-01-12 13:34:00  来源:互联网     背景:



太阳能电池只要提高一点点转换效率,就能让发电量显着成长,这也是为什么太阳能电池学者无不全心投入研究新电池材料、配方与技术。而现在德国科学家则研制出转换效率高达 29.15% 的串叠型太阳能,即将突破 30% 大关。

目前市面上最常见的太阳能是矽晶太阳能电池,其转换效率约落在 20% 左右,随着技术愈家成熟与装置量愈来愈高,它已经是现在绿能技术的当红炸子鸡,但是矽晶材料无法将所有的光转换成电,当光子能量小于矽的能隙(1.12eV)时,矽电池就无法吸收这些光子,转换效率到 29% 即触顶。

因此现在有许多科学家瞄准串叠型太阳能,把钙钛矿材料当成矽晶太阳能提高效率的合作伙伴,其效果也十分显着。以英国的 Oxford PV 为例,在 2018 年中旬已经打造转换效率高达 27.3% 的太阳能板,又在 12 月突破到 28%,也一并解决钙钛矿耐用性较低的问题,现在也正在建设制造工厂。

现在德国亥姆霍兹材料与工程研究中心(Helmholtz-Zentrum Berlin,HZB)研究所所带来的钙钛矿-矽串叠型电池又创新纪录,转换效率高达 29.15%。研究新闻稿指出,钙钛矿材料可以吸收蓝色光,补足传统矽晶太阳能只能吸收红光与近红外光的劣势。

首先团队研发全新的钙钛矿材料,以咔唑基分子制成的能隙 1.68eV 材料,提高电流流经电极的效率,最后制成 1 平方公分大小的电池,研究人员指出,这项技术也很容易等比例放大,持续钻研这款电池设计,效率更可能高达 32.4%,且在模拟阳光下照射 300 小时后仍能维持初始性能 95%,不用再封装。

目前该电池也已通过德国弗劳恩霍夫研究院太阳能系统研究所(Fraunhofer ISE)认证,并列在 NREL 太阳能效率追踪纪录中。其中根据 NREL 自 1976 年来的纪录,钙钛矿电池效率进步速度比其他材料都还要快。

  • World Record: Efficiency of perovskite silicon tandem solar cell jumps to 29.15 per cent
  • New silicon/perovskite solar cell world record nears 30% efficiency
  • Focus on stability as tandem cells approach 30% efficiency

(首图来源:世通科技资讯)


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