工程師們研發(fā)了一種由鈣鈦礦和硅制成的串聯(lián)太陽能電池，其效率可達(dá)29.15%，打破了世界紀(jì)錄。
數(shù)十年來，硅一直是太陽能電池市場的主宰者，但近幾年被“后起之秀”鈣鈦礦逐漸掩埋了鋒芒，后者效率從2009年的不到4%迅速上升至今年早些時(shí)候的20%，接近硅25%的長期記錄。不過如今，工程師們研發(fā)了一種由鈣鈦礦和硅制成的串聯(lián)太陽能電池，其效率可達(dá)29.15%，打破了世界紀(jì)錄。
不僅如此，這種新型鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池另一大特點(diǎn)在于，在連續(xù)暴露于空氣和模擬太陽光下300多小時(shí)后，它也能保持穩(wěn)定的性能，而且無需封裝保護(hù)。據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)利用了一種具有1.68ev禁帶的復(fù)雜鈣鈦礦成分，并專注于優(yōu)化襯底界面。
據(jù)了解，與單獨(dú)使用的單個(gè)電池相比，由兩個(gè)帶隙不同的半導(dǎo)體組成的太陽能電池串聯(lián)使用時(shí)，可以獲得相當(dāng)高的效率。這是因?yàn)榇?lián)電池更有效地利用太陽光譜。
事實(shí)上，這種硅和鈣鈦礦的串聯(lián)設(shè)計(jì)早在5年前就已表現(xiàn)不凡，當(dāng)時(shí)其最高效率就已達(dá)到13.7%，兩年前更是達(dá)到25.2%，今年早些時(shí)候達(dá)到27.7%。而此次由慕尼黑亥姆霍茲聯(lián)合研究中心(Helmholtz Zentrum München)的科學(xué)家們研發(fā)的串聯(lián)電池效率已接近創(chuàng)紀(jì)錄的30%，離35%的理論上限也不遠(yuǎn)了。
今年早些時(shí)候，這一效率紀(jì)錄已經(jīng)在弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)獲得認(rèn)證并被列入了NREL圖表中，該圖表自1976年以來一直記錄著太陽能電池技術(shù)的進(jìn)展。該研究成果也于近日發(fā)表在可科學(xué)期刊《Science》上。
該研究的第一作者、Albrecht團(tuán)隊(duì)的博士生Eike Köhnen表示，“29.15%的效率不僅是這項(xiàng)技術(shù)的記錄，而且在NREL圖表中處于整個(gè)新興光伏類別的最頂端。”
就目前而言，該串聯(lián)太陽能電池是在1平方厘米的樣品中測試的，但研究人員表示，將其擴(kuò)大到更實(shí)際的尺寸應(yīng)該是一件相對簡單的事情。
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