鈣鈦礦硅串聯太陽能電池效率達到百分30的神奇閾值

ZB團隊已在《科學》雜志上發表了一篇有關其當前世界紀錄的報告，該紀錄是由鈣鈦礦和硅制成的串聯太陽能電池的效率達到29.15%的世界紀錄。即使沒有封裝，串聯電池也能提供300小時的穩定性能。為此，以史蒂夫·阿爾布雷希特(Steve Albrecht)教授為首的小組研究了界面處的物理過程，以改善電荷載流子的傳輸。

與單獨使用單個電池相比，由兩個具有不同帶隙的半導體組成的太陽能電池串聯使用時可以實現更高的效率。這是因為串聯電池更有效地利用了太陽光譜。特別地，常規的硅太陽能電池主要將光的紅外成分有效地轉換為電能，而某些鈣鈦礦化合物則可以有效地利用陽光的可見成分，從而使其成為一種有力的組合。

2020年初，由HZB的史蒂夫·阿爾布雷希特(Steve Albrecht)教授率領的團隊打破了以前由鈣鈦礦和硅制成的串聯太陽能電池的世界紀錄(28.0%，牛津大學光伏)，創造了29.15%的新世界紀錄。與經過認證和科學公布的最高效率(DOI：2,1126 / science.aba3433)相比，這是一個巨大的進步。新值已通過Fraunhofer ISE認證，并列在NREL圖表中。現在，這些結果已發表在《科學》雜志上，其中詳細說明了制造過程和基礎物理學。

EikeKöhnen博士說：“ 29.15%的效率不僅是這項技術的記錄，而且在NREL圖表中處于整個新興PV類別的首位。” 是Albrecht團隊的學生，并且是該研究的第一作者。此外，新型鈣鈦礦/硅串聯電池的特點是，在連續暴露于空氣和模擬陽光下的300多個小時中，性能始終保持穩定，而不受封裝的保護。該團隊利用了具有1.68 eV帶隙的復雜鈣鈦礦成分，專注于優化基板界面。

與立陶宛(Vytautas Getautis教授的團隊)的合作伙伴一起，他們開發了有機分子的中間層，該中間層將自身自動排列成一個自組裝單層(SAM)。它由具有甲基取代基的新型咔唑分子(Me-4PACz)組成。該SAM被施加到電極上并促進電荷載流子的流動。“我們首先準備了完美的床，可以說是鈣鈦礦所在的床，”也是Albrecht團隊成員，也是該研究的第一作者的Amran Al-Ashouri說。