钙钛矿-硅复合材料达到近 30% 的效率

串联太阳能电池克服了单独使用硅电池时 26% 的实际效率限制。

为了充分利用太阳光这一世界上最丰富的能源资源的潜力，几十年来，科学家们一直在努力最大限度地提高可以从太阳中提取的能量。在 AIP出版的《应用物理快报》中，牛津光伏公司的研究人员描述了如何将金属卤化物钙钛矿与传统硅配对产生更强大的太阳能电池，克服单独使用硅电池 26% 的实际效率限制。

“我们认为钙钛矿是硅串联系统的完美搭档，”作者Laura Miranda Pérez 说。

从材料的角度来看，钙钛矿满足光伏电池的所有光电要求，并且可以使用现有工艺制造。这些特性使钙钛矿成为硅技术的完美即插即用补充，因为它可以作为一层沉积到传统的硅太阳能电池上。

Pérez 说：“我们通过不断创造世界纪录的效率，证明了钙钛矿-硅串联技术的潜力，我们目前的记录为 29.52%。”

钙钛矿材料的元素组成在现有供应链中很容易获得，这为快速扩大技术规模以实现应对气候变化所需的雄心勃勃的太阳能目标提供了明确的途径。此外，钙钛矿-硅串联电池的更高功率输出可以抵消生产光伏电池所需的高纯度硅所体现的碳足迹。

因此，研究人员发现，将钙钛矿添加到现有的硅光伏器件上是提高硅性能的最快方法，因为它绕过了与引进一项全新技术相关的行业中断。研究人员专注于串联太阳能电池已有七年之久，该小组现在非常接近在德国勃兰登堡的工厂开始大规模商业生产。

Miranda Pérez 说：“我们希望帮助人们了解钙钛矿串联技术在提高太阳能装置效率并帮助世界实现为所有人提供可持续能源的目标方面的巨大潜力。”

参考资料

'Perovskite/silicon tandem photovoltaics: Technological disruption without business disruption' by christina Kamaraki et al; Applied Physics Letters on Aug. 17, 2021

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