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全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池 效率高達(dá)24.8%
全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池 效率高達(dá)24.8%
中國(guó)南京大學(xué)和加拿大多倫多大學(xué)的一組研究人員近制造了全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池（PSC），這是一種具有關(guān)鍵鈣鈦礦結(jié)構(gòu)成分的太陽(yáng)能電池。在Nature Energy的一篇論文中介紹的這些新太陽(yáng)能電池可實(shí)現(xiàn)的高效率，優(yōu)于其他現(xiàn)有解決方案。
該研究的研究員Hairen Tan說(shuō)：“這項(xiàng)研究工作的初想法是制造比單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池更高效的全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池。”
鈣鈦礦是與鈣鈦礦具有相同晶體結(jié)構(gòu)的一組礦物，鈣鈦礦是一種黃色，棕色或黑色的礦物，主要由鈦酸鈣組成。在過(guò)去的幾年中，世界各地的多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)一直在嘗試使用這種材料開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池，通常利用寬帶隙（1.8 eV）或窄帶隙（1.2 eV）的鈣鈦礦。
制造全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池，從而將寬禁帶和窄禁帶鈣鈦礦組合在一起，可以產(chǎn)生比單結(jié)電池更高的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE），而不會(huì)增加制造成本。然而，為了構(gòu)建這種新型的太陽(yáng)能電池，研究人員需要找到一種方法來(lái)增強(qiáng)每個(gè)子電池的性能，同時(shí)還要將寬帶隙和窄帶隙電池進(jìn)行協(xié)同集成。
在他們的研究中，Tan和他的同事使用他們的化學(xué)方法制造了整體式鈣鈦礦串聯(lián)電池，然后測(cè)試了它們的性能。他們發(fā)現(xiàn)，其串聯(lián)電池獲得了非常好的效率，小面積設(shè)備（0.049 cm 2）約24.8 ％，大面積設(shè)備（1.05 cm 2）約22.1％。
Tan說(shuō)：“我們現(xiàn)在計(jì)劃進(jìn)一步將全鈣鈦礦型串聯(lián)太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率提高到28％以上。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的可能方法是減少寬帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的光電壓損失。另一種可能性是減少隧道復(fù)合結(jié)中的光損失。”
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