效率、電壓雙雙創新紀錄！工程師研發新型全鈣鈦礦串聯光伏電池
發布時間：2022-11-18 10:02
發布者：eechina
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來源：財聯社 一組來自加拿大的工程師們已經開發出了一種新的太陽能電池，其電壓和效率在同類產品中都是最高的。據悉，這種新型全鈣鈦礦串聯太陽能電池使用了兩層鈣鈦礦，利用不同波長的光，加上特殊的表面處理，以減少浪費的能量。 在光伏領域，鈣鈦礦是一種特別有前途的材料，它正在向硅的王位發起沖擊。它不僅能從陽光中吸收能量，而且更薄、更輕、更靈活，制造起來更容易、更便宜。 就效率而言，鈣鈦礦在過去十多年的時間里大幅上升，從2009年的不到4%上升到2021年的超過25%，現在已經可以與硅相媲美。在所謂的串聯電池中，它的工作效果甚至更好。在串聯電池中，多層材料相互堆疊，以收集來自太陽的不同波長的光。例如，鈣鈦礦-硅串聯太陽能電池的效率最近超過了30%的里程碑。 在上述最新的研究中，一個來自多倫多大學的工程師團隊創造并測試了一種全鈣鈦礦串聯太陽能電池。說到這兒，可能就有人要問了，一個太陽能電池怎么可能是全過氧化物而仍然是串聯的呢？ 研究人員解釋稱，這是因為該材料的厚度和化學成分可以被調整，使其能夠利用太陽光譜的不同部分，因此兩種不同的材料可以結合在一個設備中。他們的研究成果已于近期發表在了《自然》雜志上。 
“在我們的電池結構中，頂部的鈣鈦礦層有一個更寬的帶隙，可以很好地吸收光譜中的紫外線部分，以及一些可見光，”該研究的共同作者Chongwen Li說，“底層有一個狹窄的帶隙，它更多地被調整到光譜的紅外部分。在這兩者之間，我們覆蓋的光譜比硅覆蓋的光譜更多�！� 使用這種設計，該團隊報告說，一個尺寸為1平方厘米（0.15英寸）的太陽能電池的最大效率為27.4%，這將是這種類型的電池的新紀錄，并且對于任何類型的太陽能電池來說都令人印象深刻。 此外，這一新型全鈣鈦礦串聯電池確實在另一方面取得了新的紀錄——電壓表現。該團隊測量的開路電壓為2.19伏，是所有此類電池中最高的。 研究人員表示，這兩個令人印象深刻的數據都是由于在鈣鈦礦吸光層和攜帶電子的層之間的界面上進行了調整。研究小組發現，電場在整個鈣鈦礦的表面并不一致，這意味著一些電子會流失到電路中。因此，研究小組添加了一層被稱為1,3-丙二銨（PDA）的薄涂層，它使表面的電荷分布更均勻。 該團隊表示，未來的工作將集中在通過使電池更穩定、增加電流和擴大電池的尺寸來提高太陽能電池的效率。 |
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