新型葉片涂層鈣鈦礦/硅太陽能電池的效率為31.2%

沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的工程師和材料科學家團隊與德國 Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie 的同事合作，開發(fā)了一種葉片涂層鈣鈦礦/硅太陽能電池，測試效率為 31.2%。

在他們發(fā)表在《焦耳》雜志上的論文中，該小組描述了他們?nèi)绾卧O計、建造和測試他們的單元，以及他們對未來的期望。

先前的研究表明，鈣鈦礦-硅疊層可以提高太陽能電池的效率，之前的一些研究小組認為效率高達 30%。在這項新的工作中，研究團隊發(fā)現(xiàn)，以一種新的方式將它們結合起來可以進一步提高效率。

圖片:搜狗截圖20241105105806.png

他們在電池底部加入了 2D 鈣鈦礦層，這是通過使用可擴展的基于墨水的制造實現(xiàn)的——這一變化也意味著提高穩(wěn)定性和太陽能電池的制造方式。

由于可擴展性因素，研究人員選擇了葉片涂層而不是旋涂。這使他們能夠以倒置的 p-i-n 配置將鈣鈦礦的 3D 層沉積到鈣鈦礦的 2D 層上。

他們還發(fā)現(xiàn)，通過在添加 3D 層之前調(diào)整 2D 薄膜，他們能夠最大限度地減少電池底部的能量失配。它還有助于減少涂層 p-i-n 器件的性能損失。

該團隊還創(chuàng)造了一個用于穩(wěn)定基板的微型裝置，該裝置由氧化銦錫制成。他們還通過蒸發(fā)巴克敏斯特富勒烯和氧化錫構建了一個電子傳輸層。其他層由氧化銦鋅和氟化鎂制成，用作抗反射器。該器件通過添加一個銀色觸點來完成。

在測試過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，該電池在正常陽光下可以保持 80% 的峰值效率約 1,700 小時。他們認為，他們的設計展示了使用可擴展油墨打印技術提高效率的潛力，從而生產(chǎn)出既穩(wěn)定又耐用的產(chǎn)品。他們還指出，這種方法制造也相對容易。

相關鏈接：https://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2024.09.014