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高效且通用的串联薄膜光伏
2022/7/11 7:55:43 材料来源：
KIT的研究人员开发了钙钛矿/CIS串联太阳能电池，效率接近25%
卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员与欧盟资助的PERCISTAND项目的合作伙伴合作，生产出了钙钛矿/CIS串联太阳能电池，效率接近25%，这是迄今为止该技术实现的最高价值。
这种材料的组合重量轻，用途广泛，因此可以设想在车辆、便携式设备和可折叠或卷起的设备中使用这些串联太阳能电池。研究人员在《ACS能源快报》杂志上公布了他们的研究结果。
钙钛矿太阳能电池在过去十年中取得了惊人的进展。其效率现在可与久负盛名的硅太阳能电池相媲美。使用钙钛矿和硅的串联太阳能电池的效率达到了创纪录的29%以上，大大高于由钙钛矿（25.7%）或硅（26.7%）制成的单个电池。
将钙钛矿与其他材料（如铜铟二硒化物（CIS）或铜铟镓二硒化物（CIGS））结合有望获得更多益处。这种组合将使生产轻型柔性串联太阳能电池成为可能，不仅可以安装在建筑物上，还可以安装在车辆和便携式设备上。这种太阳能电池甚至可以折叠或卷起来储存，并在需要时扩展，例如放在百叶窗或遮阳篷上，在遮阳的同时发电。
KIT的光技术研究所（LTI）和微结构技术研究所（IMT）的Marco A.Ruiz Preciado和终身教授Ulrich W.Paetzold领导的一个国际研究团队已成功生产出钙钛矿/CIS串联太阳能电池，最高效率为24.9%（认证为23.5%）。
Ruiz-Preciado说：“这是报道的这一技术的最高效率，也是第一个串联使用几乎无镓的CIS太阳能电池达到的高效率水平。减少镓的量会实现约1电子伏（eV）的窄带隙，这非常接近串联下太阳能电池的理想值0.96eV。
在单片串联太阳能电池中，带隙必须确保两个电池可以产生相似的电流，以实现最大效率。如果下电池的带隙发生变化，则上电池的带隙必须根据变化进行调整，反之亦然。
为了调整有效串联集成的带隙，通常使用高溴含量的钙钛矿。然而，这通常会导致电压下降和相位不稳定。由于KIT研究人员及其合作伙伴使用了在其串联底部具有窄带隙的CIS太阳能电池，因此他们可以使用低溴含量的钙钛矿来生产其上部电池，从而产生更稳定和高效的电池。
Paetzold说：“我们的研究证明了钙钛矿CIS串联太阳能电池的潜力，并为未来进一步提高效率奠定了基础。由于欧盟PERCISTAND项目中的杰出合作，尤其是我们与荷兰应用科学研究组织的密切合作，我们实现了这一里程碑。”由德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）资助的CAPITANO项目为此奠定了重要基础。
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