來自弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所（Fraunhofer ISE）的科學(xué)家們成功制造出了一種效率達(dá)31.6%的鈣鈦礦硅基疊層太陽能電池。這款1平方厘米的太陽能電池具有獨特性，鈣鈦礦層被沉積在被稱為“混合制造工藝”的硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池上。
該團(tuán)隊認(rèn)為，成功地將這樣的疊層應(yīng)用于制絨表面是這種太陽能電池工業(yè)生產(chǎn)的重要先決條件。
優(yōu)化后的鈣鈦礦硅太陽能電池的掃描電子顯微鏡 (SEM) 圖像 圖源：公開網(wǎng)絡(luò)
工業(yè)硅太陽能電池通過微米級金字塔形紋理化處理來引導(dǎo)更多的陽光進(jìn)入電池，并減少反射損失。以這種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來制造鈣鈦礦硅基疊層太陽能電池，能夠帶來更高的能量產(chǎn)出，并促進(jìn)新型電池類型與現(xiàn)有制造工藝的整合。
“然而，硅太陽能電池的金字塔形表面給鈣鈦礦硅基疊層電池的頂部電池帶來了挑戰(zhàn)，”弗勞恩霍夫ISE鈣鈦礦材料與界面組負(fù)責(zé)人Juliane Borchert博士解釋道，“實際上，我們需要一種特殊的方法來將鈣鈦礦層均勻地施加在制絨硅表面。我們實驗室正在研究一種結(jié)合了蒸鍍與濕化學(xué)沉積的混合工藝，以克服這一障礙?！?/span>
弗勞恩霍夫 ISE 的研究人員成功生產(chǎn)出 1 cm2 鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽能電池，最高效率為 31.6%。對于底部子電池，他們使用了目前工業(yè)上使用的標(biāo)準(zhǔn)硅太陽能電池。圖源：公開網(wǎng)絡(luò)
弗勞恩霍夫ISE制造的這款疊層太陽能電池結(jié)合了“PrEsto”和“MaNiTU”兩個研究項目的成果，“PrEsto”和“MaNiTU”這兩個研究項目分別試圖研究新的鈣鈦礦硅疊層太陽能電池生產(chǎn)方法和材料，據(jù)報道Fraunhofer ISE的此項工作還得到了阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）科學(xué)家的密切支持。其31.6%的效率也已由弗勞恩霍夫ISE的CalLab認(rèn)證實驗室認(rèn)證。
“為了達(dá)到這一效率，我們專注于鈣鈦礦頂部電池，特別是優(yōu)化了鈣鈦礦層與電子傳輸層之間的鈍化效果，”Juliane Borchert補充道，“我們預(yù)計通過對硅底部電池的改進(jìn)，效率還可以進(jìn)一步提升?！?/span>
今年夏天，英國Oxford PV公司在歐洲Intersolar展會上推出了一款新組件，該組件也采用了鈣鈦礦電池，能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.6%。而今年早些時候， KAUST的研究人員開出了另一種新型鈣鈦礦疊層電池，其PCE略高，達(dá)到33.2%。
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