韓國的一個研究小組開發(fā)了一種四端鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽能電池,該電池具有特殊的雙面結(jié)構(gòu),用于反照率反射,這新太陽能電池實現(xiàn)了30.09%的功率轉(zhuǎn)換效率(考慮到后面的性能)。
串聯(lián)裝置由一個雙面晶體硅鈣鈦礦過濾異質(zhì)結(jié)亞電池構(gòu)成,根據(jù)科學家們的描述,它能夠從前后兩側(cè)吸收太陽光譜,與半透明非晶硅亞電池相比,實現(xiàn)了顯著的增強,因為它吸收了短波范圍內(nèi)的所有太陽光譜。
亞電池中使用的鈣鈦礦是甲基銨-鉛(ΙΙ)碘化物(CH3NH3PbI3),空穴和電子傳輸層分別用氧化鎳(NiO)和PCBM (buckminsterfullerene C60的增溶版本)形成,NiO是通過原子層沉積(ALD)過程沉積的,而PCBM是使用旋轉(zhuǎn)涂層在吸收層。異質(zhì)結(jié)電池使用了商業(yè)的czochralski生長的厚度為200微米的n型晶硅片,非晶態(tài)硅層是通過等離子體增強的化學氣相沉積在電池上的群集系統(tǒng)。
研究人員解釋說,在傳統(tǒng)的四端鈣鈦礦/硅結(jié)構(gòu)中,短波長范圍的太陽光譜被鈣鈦礦頂部的亞電池吸收,而剩余的光被下面的硅異質(zhì)結(jié)亞電池吸收。然而,并不是所有的光子都對應于底部亞電池的光學帶隙。
在所提出的電池結(jié)構(gòu)中,雙面性增加了吸收光子的數(shù)量。因此,當反照率從0增加到0.5太陽時,晶體硅異質(zhì)結(jié)底部亞電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率分別從~ 15.15 mA/cm2和8.68 mA/cm2提高到12.99%,學者們說:“通過改變電池支架和光源之間的距離,反照率反射強度可以在0-0.5太陽的范圍內(nèi)精確調(diào)整。”
這種效率的提高能夠?qū)㈦姵氐目傂?包括反射到背面的光)從25.78提高到30.09%。超過30%的效率雙面四端鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)硅串聯(lián)太陽電池光譜反照率,發(fā)表在科學報告。該研究小組由來自韓國仁川國立大學和成均館大學(SKKU)以及越南國立大學和東德堂大學的科學家組成。
該研究稱這種方法實現(xiàn)了超過30%的轉(zhuǎn)換效率,比頂部和底部的電池都要高。值得注意的是,這種效率也高于單結(jié)c-Si太陽能電池的Schockley-Quiesser極限(約29.43%)
原標題:一種新的四端鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽能電池結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)超30%的轉(zhuǎn)換效率