鈣鈦礦太陽能電池顯示出最高的功率轉換

新加坡南洋理工大學(NTU新加坡)的一組研究人員創建了鈣鈦礦太陽能微型模塊，該模塊記錄了所有大于10 cm 2的鈣鈦礦基設備的最高功率轉換效率。

鈣鈦礦是已經成為太陽能電池應用中硅的有前途替代品的新材料。該材料提供的功率轉換效率類似于硅太陽能電池，但也可用于創建輕質的柔性和半透明電池，非常適合在建筑物和各種城市空間中使用。鈣鈦礦技術正朝著工業化快速發展，其穩定性和可擴展性達到了更大的尺寸，被研究人員視為克服的最后障礙。

現在，NTU的研究人員報告說，他們已經采用了一種稱為“熱共蒸發”的通用工業涂層技術，并發現它可以制造21 cm 2的太陽能電池模塊，功率轉換效率達到創紀錄的18.1%。這些是可伸縮鈣鈦礦太陽能電池的最高記錄值。

熱蒸發是目前用于生產包括有機發光二極管(OLED)電視在內的電子產品的成熟涂層技術。

研究結果的主要作者Annalisa Bruno博士發表在科學期刊Joule的封面上，NTU能源研究所的高級科學家(ERI @ N)解釋了鈣鈦礦太陽能電池組件大規模采用的障礙。

“迄今為止，使用稱為“旋涂”的溶液技術，在實驗室中實現了性能最佳的鈣鈦礦太陽能電池，其尺寸遠小于1 cm 2。但是，當在大表面上使用時，該方法結果導致鈣鈦礦型太陽能電池的功率轉換效率較低。這是由于固有的局限性，包括缺陷和大面積不均勻性，使其對工業制造方法具有挑戰性。”

“通過熱蒸發形成鈣鈦礦層，我們的團隊成功開發出鈣鈦礦太陽能電池，其功率轉換效率據報道在10 cm 2以上的組件中最高。

“我們的工作證明了鈣鈦礦技術與工業工藝的兼容性以及其進入市場的潛力。這對新加坡來說是個好消息，新加坡正尋求增加其能源需求的太陽能使用。”

ERI @ N的第一作者兼研究員李佳博士說：“我們已經首次展示了共蒸發鈣鈦礦太陽能電池的出色可擴展性。這一步驟將加速這項技術從實驗室到工業的過渡。”

彩色鈣鈦礦太陽能電池可利用更多的表面積來利用陽光

利用相同的技術，研究人員隨后制造了鈣鈦礦太陽能電池和微型模塊的彩色半透明版本，從而在整個不同顏色范圍內實現了類似的功率轉換效率度量。

這些結果證明了熱蒸發方法在生產用于各種光電應用的各種基于鈣鈦礦的太陽能器件中的多功能性。