硅與鈣鈦礦相結合的太陽能電池效率達到創紀錄

在光伏技術領域，硅基太陽能電池占據了90%的市場。在成本，穩定性和效率方面(市場上典型太陽能電池的20-22%)，它們在競爭中遙遙領先。

然而，經過數十年的研究和投資，基于硅的太陽能電池現已接近其最大理論效率。結果，需要新的概念來實現太陽能價格的長期降低，并使光伏技術成為更廣泛采用的發電方式。

一種解決方案是將兩種不同類型的太陽能電池彼此疊置，以最大程度地將光線轉換為電能。這些“雙結”電池在科學界已得到廣泛研究，但制造昂貴。現在，位于納沙泰爾的研究團隊(來自EPFL的光伏實驗室和CSEM光伏中心)已經開發出具有經濟競爭力的解決方案。他們將鈣鈦礦電池直接集成在標準的硅基電池之上，效率達到了創紀錄的25.2%。他們的生產方法很有希望，因為它只會在當前的硅電池生產過程中增加一些額外的步驟，而且成本也很合理。他們的研究已發表在《自然材料》上。

硅鈣鈦礦：納米三明治

過去的幾年中，鈣鈦礦的獨特性能促使人們對其在太陽能電池中的用途進行了大量研究。在九年的時間里，這些電池的效率提高了六倍。鈣鈦礦允許以潛在有限的生產成本實現高轉化效率。

在串聯電池中，鈣鈦礦補充了硅。它可以更有效地轉換藍光和綠光，而硅則更能轉換紅光和紅外光。該研究的主要作者弗洛倫特·薩赫里(Florent Sahli)說：“通過將兩種材料結合起來，我們可以最大限度地利用太陽光譜并增加發電量。我們所做的計算和工作表明，不久將有可能實現30%的效率。”和

但是，通過疊加兩種材料來創建有效的串聯結構并非易事。“硅的表面由一系列約5微米的金字塔組成，這些金字塔會捕集光線并阻止其反射。但是，表面紋理使其難以沉積均勻的鈣鈦礦膜，” Quentin Jeangros解釋說。