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第三代太陽(yáng)能電池效率顯著(zhù)提升
據英國《自然·能源》雜志近日發(fā)表的zui新研究，一組國際聯(lián)合團隊報告成功制造了鈣鈦礦/硅雙層單片電池。在室外條件下，雙面串聯(lián)太陽(yáng)能電池實(shí)現超出任何商用硅太陽(yáng)能電池板的效率。這也是首 次通過(guò)實(shí)驗清晰證明了雙面串聯(lián)裝置效能優(yōu)越的證據。


鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的第三代太陽(yáng)能電池，具有成本低廉、光電轉換效率高、商業(yè)潛力巨大等讓人無(wú)法忽視的特點(diǎn)。

此次研究團隊分析了在各種真實(shí)光照和反照率條件下，想要獲得zui佳電流匹配所需的鈣鈦礦帶隙。研究中新的雙面串聯(lián)太陽(yáng)能電池，其主體由硅層和鈣鈦礦層構成，同時(shí)還結合了許多其他化合物，由于zui采用了較窄的鈣鈦礦帶隙，具有透明背電極的器件結構依賴(lài)于反照率來(lái)增強底部電池中的電流產(chǎn)生，增強了鈣鈦礦頂部電池中的電流產(chǎn)生。

團隊進(jìn)而首 次報告了在單面AM1.5G（太陽(yáng)能轉換系統標準測試的參考光譜）陽(yáng)光的照射下，經(jīng)認證的功率轉換效率大于25%的雙面串聯(lián)配置，在戶(hù)外實(shí)驗場(chǎng)下，發(fā)電密度高達26mWcm-2的結果。對暴露在不同反照率下的性能進(jìn)行比較后，研究團隊得出了雙面單片鈣鈦礦/硅串列太陽(yáng)能電池利用環(huán)境中的漫反射光反照率，其性能優(yōu)于單面鈣鈦礦/硅串列太陽(yáng)能電池的結論。

研究人員表示，串聯(lián)裝置的復雜性，正是這次zui主要的挑戰，此次研究涉及14種材料，其中每一種材料都必須進(jìn)行所謂“完 美優(yōu)化”。

盡管常規串聯(lián)的太陽(yáng)能電池也可以通過(guò)吸收額外波長(cháng)的光轉化為電能，但此次科學(xué)家們證明：使用雙面串聯(lián)配置，可以超過(guò)目前公認的串聯(lián)配置的性能極限。這種利用傳統硅基層和鈣鈦礦制成的另一層串聯(lián)組合的新系統，不但可以搜集到更多的能量，還可以捕獲許多原本被浪費掉的、從地面反射和散射的光，前 所 未 有地增加串聯(lián)太陽(yáng)能電池的效能。 
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