第三代太陽能電池的效率有了很大的提高
英國《自然能源》（Nature energy）雜志近日發(fā)表的最新研究成果顯示，一個國際聯(lián)合團隊已經(jīng)成功制造出鈣鈦礦/硅雙層單片電池。在室外條件下，雙面串聯(lián)太陽能電池的效率超過了任何商業(yè)硅太陽能電池板。這也是首次通過實驗清楚地證明了雙面串聯(lián)器件優(yōu)越的性能。
鈣鈦礦型太陽能電池是以鈣鈦礦型有機金屬鹵化物半導(dǎo)體為吸光材料的第三代太陽能電池。具有成本低、光電轉(zhuǎn)換效率高、商業(yè)潛力大等特點。
研究小組分析了在各種真實光照和反照率條件下獲得最佳電流匹配所需的鈣鈦礦帶隙。新型雙面系列太陽電池的主體由硅層和鈣鈦礦層組成，并與許多其它化合物相結(jié)合。由于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的禁帶較窄，透明背電極的器件結(jié)構(gòu)依賴于反照率來增強底部電池和鈣鈦礦頂部電池的電流產(chǎn)生。
此外，該團隊還首次報告了在單面am1.5g（太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)測試參考光譜）陽光下，經(jīng)認(rèn)證的雙面串聯(lián)配置，功率轉(zhuǎn)換效率大于25%，室外實驗場發(fā)電密度可達26mwcm-2。通過對比不同反照率下的性能，研究團隊得出結(jié)論：利用環(huán)境中的漫反射，雙面單片鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池的性能優(yōu)于單面鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池。
研究人員說，串聯(lián)裝置的復(fù)雜性是主要挑戰(zhàn)。這項研究涉及14種材料，每種材料都必須經(jīng)過“完美優(yōu)化”。
雖然傳統(tǒng)的串聯(lián)太陽能電池也可以通過吸收額外波長的光來轉(zhuǎn)化為電能，但科學(xué)家們已經(jīng)證明，使用雙面串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以超過目前公認(rèn)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的性能極限。這種由傳統(tǒng)的硅襯底和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)組成的新系統(tǒng)，不僅可以收集更多的能量，而且可以捕獲大量從地面反射和散射的廢光，從而提高串聯(lián)太陽能電池的效率。
