钙钛矿光伏：三十而立

说钙钛矿光伏“三十而立”，是指钙钛矿光伏的效率，并非指钙钛矿光伏的历史，或是钙钛矿光伏产品的寿命。

理论上，HZB的研究团队分析的设计最大可能效率为32.4％；常理上，研究人员普遍认为钙钛矿光伏电池的效率阈值是30%；（☞☞挑战30%，钙钛矿的下一个十年）事实上，全球钙钛矿光伏的效率进展一直在努力接近这一阈值。

而近日，《Science》杂志正式发布，由HZB的Steve Albrecht领导的团队打破了以前由牛津光伏实现的28.0％钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的世界纪录，刷新了29.15％的新世界纪录。

TestPV了解到，29.15％的效率不仅是这项钙钛矿/晶硅叠层电池技术的记录，更是NREL全球太阳能电池效率技术路线图中处于整个新型光伏电池类别的最高。

除了效率记录这一亮点，该新型钙钛矿/硅串联电池在没有封装保护的情况下，还能在连续暴露于空气和模拟阳光下的300多个小时内，性能始终保持稳定。

从牛津光伏28.0%，到HZB研究所29.15%，钙钛矿光伏效率，离三十而立已经越来越近。

新效率纪录的不易，还在于该成果的取得是众人拾慧的成果，以HZB为首，该电池的研究过程中有考纳斯工业大学/立陶宛、波茨坦大学、卢布尔雅那大学/斯洛文尼亚、英国谢菲尔德大学、以及德国物理技术联合会（PTB）、柏林HTW和Technische柏林大学等众多顶级科研机构的加入和助力，每个合作伙伴都为项目带来了自己的特殊专业知识。

该团队，专注于优化基板界面。

HZB研究人员与立陶宛（Vytautas Getautis团队）的合作伙伴一起，他们开发了有机分子的中间层，该中间层由具有甲基取代基（Me -4 PACz）的新型咔唑分子组成，将自身自动排列成一个自组装单层（SAM）。研究人鱼利用了具有1.68 eV带隙的复杂钙钛矿成分，将该SAM被施加到电极上并促进电荷载流子的流动。

之后研究人员使用了一系列互补的研究方法来分析钙钛矿，优化了SAM和电极之间的界面。研究人员优化了填充因子，当电子沿C60层朝着太阳光的方向流出时，“空穴”沿相反的方向穿过SAM层进入电极。研究人员发现空穴的提取比电子提取要慢得多，但新的SAM层极大地加速了空穴传输，有助于改善钙钛矿层的稳定性。

通过结合光致发光光谱、建模、电特性和太赫兹电导率测量，可以区分钙钛矿材料界面处的各种过程，并确定明显的损耗来源。研究人员分别分析了两个电池，计算出此设计的最大可能效率为32.4％。

详情请参考：《Science》杂志在2020年12月11日专题发布《通过增强的空穴提取实现了超过29％的高效整体钙钛矿/硅串联太阳能电池》。

相关阅读

TestPV原创No.1516；转载需联系授权

免责声明：本公众号原创或转载文章仅代表作者本人观点，公众号平台对文中观点不持态度。如内容有不实或者侵权，请留言与本站联系。

往期精彩内容推荐

点“阅读原文”报名第四届BIPV大会