N型鈣鈦礦串聯(lián)電池效率突破27%

近年來(lái)，獨(dú)立鈣鈦礦電池在轉(zhuǎn)化效率方面取得了快速進(jìn)展，一些電池的效率達(dá)到了25%或更高。到目前為止，許多前沿的研發(fā)技術(shù)都為鈣鈦礦層選擇了n-type或n-i-p的電池結(jié)構(gòu)。

然而，當(dāng)涉及到制造鈣鈦礦與硅基底部電池結(jié)合的串聯(lián)時(shí)，n-i-p結(jié)構(gòu)面臨著重大挑戰(zhàn)，許多研究人員轉(zhuǎn)而選擇p-i-n結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谝恍┳钣袧摿Φ拟}鈦礦研究中，將串聯(lián)元件去掉會(huì)產(chǎn)生不良的副作用。

但是，由沙特國(guó)王科技大學(xué)(KAUST)組成的研究小組克服了其中的幾個(gè)挑戰(zhàn)。他們展示了一種基于n-i-p鈣鈦礦疊加在硅基異質(zhì)結(jié)電池上的串聯(lián)電池，其效率達(dá)到了27%。這比之前22%的記錄有了很大的飛躍。

這一成果發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》上，論文名稱為“橋聯(lián)電荷提取以及增強(qiáng)的量子效率下的高效n-i-p鈣鈦礦/硅基串聯(lián)太陽(yáng)能電池（Ligand-bridged ge extraction and enhanced quantum efficiency enable efficient n–i–p perovskite/silicon tandem solar cells）”。該小組研究了一種叫做無(wú)定形氧化鈮的材料，產(chǎn)生選擇性接觸，限制了電池吸收光能總量的同時(shí)以損耗熱能的形式體現(xiàn)。

國(guó)王科技大學(xué)的研究員Erkan Adin解釋說(shuō)：“總的來(lái)說(shuō)，我們?cè)试S常規(guī)結(jié)果的串聯(lián)電池捕獲更多的光，并且，由于我們新開發(fā)的接觸材料，這些被吸收的能量將更高效的轉(zhuǎn)化為電能。在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們實(shí)現(xiàn)了超過(guò)27%的電池轉(zhuǎn)換效率?！?/p>

在克服了這些基本的挑戰(zhàn)之后，國(guó)王科技大學(xué)研究小組將有望利用n-i-p串聯(lián)電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，他們還指出，這種電池在水解-光伏制氫方面擁有巨大的潛力。該研究團(tuán)隊(duì)的下一步將擴(kuò)大電池的尺寸，實(shí)現(xiàn)全尺寸6英寸硅片制備電池。目前該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將串聯(lián)技術(shù)應(yīng)用在了雙面異質(zhì)結(jié)電池上，并在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。