薄膜电子实验室最近与EPFL的光伏以及创新中心CSEM的努力合作,结果表明,“串联硅钙钛矿太阳能电池”的效率记录首次被打破。通过他们计划的合作,在两种不同设计的太阳能电池上进行的实验已经超过了30%的效率记录。不仅如此,他们还借助低成本材料实现了这一突破,在“两项认证世界纪录”中声名鹊起。
EPFL光伏实验室和CSEM可持续能源中心的负责人Christophe Ballif说,表达了他的想法在一份新闻稿中,“我们已经越过了心理障碍。我们已经通过实验验证了钙钛矿-硅串联的高效率潜力。其他类型的材料,即III-V半导体,已经达到了30%的效率标志。然而,这些材料和用于制造它们的工艺过于昂贵,无法维持能量转换——这些设备比硅太阳能电池贵一千倍。”
这项研究的一大亮点是,两家公司在两种不同的设计上测试了串联硅钙钛矿太阳能电池的效率,并取得了成功。在第一个设计中,钙钛矿层是由液体溶液形成的,然后部署在平坦的硅表面上。这反过来又获得了30.93%的效率为1平方厘米布局电池。另一方面,对于同样的1平方厘米的太阳能电池,第二种设计的效率为31.25%,这是通过使用混合蒸汽和液体溶液计划将钙钛矿涂在已经有纹理的硅表面来实现的。这两种设计在效率参数测试中证明是有效的,并且都超过了EPFL和CSEM设定的限制。
虽然硅是太阳能电池中应用最广泛的主要材料,但理论上证明其效率水平约为29%。但当将这项技术用于实时目的时,它会给出一个效率指标约为27%从提供最大产出的角度来看,这远远不够。因此,为了解决这个问题,科学家们在硅中加入互补太阳能电池,制造出了“串联太阳能电池”。
EPFL的克里斯蒂安·沃尔夫说:“硅上钙钛矿串联技术据说有可能超过30%的效率基准,但这是第一次证明这种长期预测的潜力,这应该有望为未来更便宜的可持续电力铺平道路。”
现在,有必要对这项技术进行大规模的测试,并继续努力,毫无疑问,这一被证明的突破将进一步为太阳能电池打开新的机会之门。正如Ballif所说,“我们的研究结果首次表明,使用低成本的材料和工艺可以克服30%的障碍,这将为光伏的未来开辟新的前景。”