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(xué)的工程師和材料科學(xué)家團(tuán)隊(duì)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(shè)計(jì)、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(rèn)為效率高達(dá) 30%。在這項(xiàng)新的工作中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，以一種新的方式將它們結(jié)合起來可以進(jìn)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(kuò)展的基于墨水的制造實(shí)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(kuò)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(tuán)隊(duì)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(gòu)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(diǎn)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(rèn)為，他們的設(shè)計(jì)展示了使用可擴(kuò)展油墨打印技術(shù)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(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2024.09.014