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效率有望超30%! 英美大学开发串联型钙钛矿太阳能电池

日期:2016-10-26

美国斯坦福大学与英国牛津大学的研究人员宣布,利用涂布技术制作的串联型钙钛矿太阳能电池实现了20.3%的高转换效率,并且具备高耐久性。并预计将来转换效率有望超过30%。论文已发表在学术杂志《科学》上。

制作的串联型太阳能电池的截面照片

 

 

下面的红色层面向短波长光,上面的褐色层面向长波长光(摄影:Giles Eperon)

串联型太阳能电池,是以两层太阳能电池更有效地利用太阳光,以提高转换效率的技术。具体来说,第一层主要吸收太阳光中波长稍短的光和紫外线,第二层吸收波长稍长的光和红外线。

现有的串联型钙钛矿太阳能电池中,有在硅系太阳能电池上层叠钙钛矿太阳能电池的例子。此次与这类案例不同,其两层都是钙钛矿太阳能电池,分别是在玻璃基板上以涂布技术制作,再贴合到一起制成串联型。

两层都制成钙钛矿太阳能电池的困难在于第二层的制作。此次单层具有14.8%转换效率、主要支持红外线的钙钛矿太阳能电池的实现,除了使用铅(Pb)的普通材料外,还采用了锡(Sn)和铯(Cs)。将其用于串联型,获得了20.3%的转换效率。

据称,钙钛矿太阳能电池,尤其是基于Sn的电池存在耐久性非常短等课题,而此次的制作大幅提高了耐久性。具体来说,在将太阳能电池置于100摄氏度大气压环境下4天的实验中也表现出了高耐久性。

论文作者之一的牛津大学物理教授Henry Snaith说,“今后将通过优化材料使电流最大化等,可以预见实现30%以上转换效率的希望”。(日经BP社)

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