【蔻享科讯】27%!中国科大高效晶硅-钙钛矿二端叠层太阳能电池取得重要进展
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背景介绍
我国是太阳能清洁能源的需求大国,但是土地资源宝贵。因此, 如果能使用相同的光伏系统占地面积,在现有晶硅电池的基础上提高30%的发电量将具有重要经济和社会效益,也是太阳能研究人员和光伏工业界长期追求的目标。
传统晶硅电池可以吸收太阳光中的可见光和近红外光并转换为电能,但是可见区的光子存在热弛豫现象而导致一部分能量以热能形式损失。使用叠层电池技术,在晶硅电池表面直接制备可以高效转换可见光的钙钛矿多晶薄膜器件,而硅电池只负责转换从钙钛矿薄膜透过的红外光,二者配合在理论上可以将光伏效率提升到40%以上。当前的挑战是,宽带隙的金属-卤化物钙钛矿在光照下由于离子运动存在卤素I和Br相的“光致相分离”问题,这减小了光伏转换电压和稳定性。
实验重大突破
近日,中国科学技术大学(化学与材料科学学院材料系,中科院能量转换材料重点实验室)徐集贤教授和美国科罗拉多大学Mike McGehee教授以联合通讯的方式发表了晶硅-钙钛矿二端叠层太阳能电池的重要进展。通过使用改进的钙钛矿光伏薄膜与效率为~21%的晶硅电池进行光电耦合,将太阳能转换效率提高到27%(图1),证明了使用叠层技术大幅突破硅电池理论极限的可行性和巨大前景。
成果以“Triple-halide wide-band gap perovskites with suppressed phase segregation for efficient tandems”为题发表在学术杂志《Science》上。
实验发现
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