钙钛矿CIGS串联效率超过21%

ZSW团队的薄膜光伏串联技术可以沉积在塑料或钢膜上，以制造轻质、灵活的组件

巴登-符腾堡州太阳能和氢研究中心ZSW通过CIGS和钙钛矿的串联实现了21.1%的光伏效率。ZSW表示，这些基于薄膜的模块不仅效率高，而且重量轻且灵活。

主流硅电池的效率接近27%左右的实际极限。串联太阳能电池是一种通过使用不同的活性层协同工作以使用更多的太阳能光谱而有望进一步提高效率的技术。

金属有机钙钛矿对串联太阳能组件具有巨大的前景。ZSW’s Photovoltaics材料研究部门负责人Jan Philipp Becker表示：“这类材料中的一些化合物表现出优异的光学和电子性能，在地球上可以大量廉价获得。由于其高光能带隙，顶部太阳能模块中的化合物能够非常有效地利用太阳能光谱的高能范围。同时，它们允许光谱的相当一部分低能范围通过底部太阳能模块。”

传统的硅光伏电池似乎是底部太阳能组件的明显选择。然而，一个更有趣的提议是专门使用薄膜技术。底部模块也可以由钙钛矿或CIGS制成，这是ZSW模块的情况。CIGS是一种材料的混合物——铜、铟和镓蒸气沉积在硒气氛中的刚性或柔性基底上。

该研究所的专家和行业合作伙伴开发了这项技术，并在早期项目中大量生产。有用的是，CIGS的光谱吸收可以被定制为非常适合串联复合材料。

ZSW的原型串联太阳能模块的面积为9cm²，效率达到21.1%，具有适用于工业制造的可扩展组件架构。迄今为止，由钙钛矿和CIGS制成的串联太阳能组件的最佳性能仅略高于22%。ZSW已经在较小的实验室电池中实现了26.6%的优异效率水平。

为了实现这些值，顶部钙钛矿半模块不仅必须高效；它必须是半透明的，以允许足够的光穿过底部模块。为了实现这一点，开发了更透明的电极并增强了边界层的钝化。

串联结构在效率方面优于单个电池或模块。ZSW现在的目标是与感兴趣的行业客户共同努力，进一步扩大和开发串联薄膜技术。

将钙钛矿与CIGS配对的串联太阳能电池提供了高效率之外的优势。这种薄膜技术也可以沉积在塑料或钢膜上，以制造轻而灵活的模块，从而适用于更多的应用场合。它们可以以传统的方式安装在太阳能公园中，并无缝集成到车辆和无法处理重载的工厂屋顶上。

ZSW与卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）合作开展这项研究计划，这是德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）资助的最近完成的CAPITANO项目的一部分。

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