全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池 效率高達24.8%

中國南京大學和加拿大多倫多大學的一組研究人員近制造了全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池（PSC），這是一種具有關(guān)鍵鈣鈦礦結(jié)構(gòu)成分的太陽能電池。在Nature Energy的一篇論文中介紹的這些新太陽能電池可實現(xiàn)的高效率，優(yōu)于其他現(xiàn)有解決方案。

該研究的研究員Hairen Tan說：“這項研究工作的初想法是制造比單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池更高效的全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池。”

鈣鈦礦是與鈣鈦礦具有相同晶體結(jié)構(gòu)的一組礦物，鈣鈦礦是一種黃色，棕色或黑色的礦物，主要由鈦酸鈣組成。在過去的幾年中，世界各地的多個研究團隊一直在嘗試使用這種材料開發(fā)太陽能電池，通常利用寬帶隙（1.8 eV）或窄帶隙（1.2 eV）的鈣鈦礦。

制造全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池，從而將寬禁帶和窄禁帶鈣鈦礦組合在一起，可以產(chǎn)生比單結(jié)電池更高的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE），而不會增加制造成本。然而，為了構(gòu)建這種新型的太陽能電池，研究人員需要找到一種方法來增強每個子電池的性能，同時還要將寬帶隙和窄帶隙電池進行協(xié)同集成。

在他們的研究中，Tan和他的同事使用他們的化學方法制造了整體式鈣鈦礦串聯(lián)電池，然后測試了它們的性能。他們發(fā)現(xiàn)，其串聯(lián)電池獲得了非常好的效率，小面積設備（0.049 cm 2）約24.8 ％，大面積設備（1.05 cm 2）約22.1％。

Tan說：“我們現(xiàn)在計劃進一步將全鈣鈦礦型串聯(lián)太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率提高到28％以上。實現(xiàn)這一目標的可能方法是減少寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池中的光電壓損失。另一種可能性是減少隧道復合結(jié)中的光損失。”

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