堅實的基礎高效的太陽能電池介紹

太陽是取之不盡，用之不竭的能源。因此，光伏發電在德國能源生產中變得越來越重要。金屬有機鈣鈦礦是太陽能電池中有希望的材料，具有高效率和低生產成本。卡爾斯魯厄技術學院(KIT)的研究人員開發了一種新型的高效氧化鎳空穴傳輸層，該層可以沉積在大面積上，并在這些太陽能電池中達到創紀錄的效率。

鈣鈦礦型太陽能電池在實驗室中的效率超過24%，是最高效的薄膜光伏系統之一。與目前在市場上占主導地位的硅太陽能電池相比，它們可以更容易地生產并且成本更低。

當陽光照射到鈣鈦礦吸收體上時，電子從其束縛態脫離，并受到激發。同時，帶正電的空穴仍然存在。“要從太陽能電池中收集能量，必須在吸收體的不同側面除去這些電子和空穴。在鈣鈦礦太陽能電池中，這是通過選擇性電荷載流子層實現的，即允許電子或空穴通過的膜。” KIT的燈光技術學院(LTI)的博士研究員Tobias Abzieher說。“高效的鈣鈦礦太陽能電池不僅需要優化的光吸收鈣鈦礦層，而且還需要優化的電荷載流子選擇層。”

Abzieher與KIT的其他科學家一起，開發了一種新型的基于氧化鎳(NiOx)的高效空穴傳輸層，用于鈣鈦礦太陽能電池。該層可以低成本生產，并且與常規有機材料相反，它對超過70°C的溫度較不敏感。“為了將材料沉積在基板上，我們使用了真空工藝技術，即電子束蒸發。通過蒸發，金屬氧化物沉積在基板上。由于工藝參數數量少，我們可以生產出恒定的大均勻層高質量的產品。”

記錄效率

經過完全真空處理的鈣鈦礦太陽能電池的效率高達16.1%，因此，它們是通過這種方法生產的最高效的鈣鈦礦太陽能電池之一。除真空沉積外，高效基材還非常適合通過噴墨印刷(一種廣泛使用的印刷方法)進行吸收體沉積。通過這種眾所周知的方法，科學家達到了世界紀錄：他們的噴墨打印吸收層的效率高達18.5%。Tobias Abzieher說：“目前的工作集中在通過旋轉涂層的沉積上。在這里，效率超過24%。但是，該技術無法轉移到大面積區域。”

“我們專注于可擴展的生產方法。我們的目標是將鈣鈦礦光伏產品從實驗室轉移到工廠，” KIT微結構技術研究所下一代光電高級光學和材料負責人Ulrich W. Paetzold博士說。 IMT)和照明技術研究所(LTI)。