刷新新紀(jì)錄！鈣鈦礦太陽能電池效率達(dá)到了19．8％

導(dǎo)讀美國(guó)的科學(xué)家們制造了一種半透明的鈣鈦礦太陽能電池，其效率達(dá)到了19．8％，而堆疊在硅－異質(zhì)結(jié)裝置之上的串聯(lián)電池效率達(dá)到了28．3％。該裝置依賴于一層僅有幾個(gè)原子厚的金膜，它是用一種創(chuàng)新的播種方法生長(zhǎng)出來的，具有高度導(dǎo)電和透明的寶貴特性。

大多數(shù)類型的太陽能電池都需要一個(gè)既導(dǎo)電又透明的頂部電極層，但這兩種特性并不經(jīng)常同時(shí)出現(xiàn)。目前，氧化銦錫（ITO）是最常用的材料，但銦的相對(duì)稀缺性很快就會(huì)成為一個(gè)問題。

隨著透明和半透明太陽能電池的需求越來越大。無論是作為串聯(lián)裝置的一部分，光線需要到達(dá)堆疊在一起的多層，或其他太陽能玻璃和其他集成電池的概念，科學(xué)家們正努力尋找替代的透明電極材料。

由美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組研究了一種新方法，在鈣鈦礦太陽能電池上生長(zhǎng)出非常薄的、連續(xù)的金層，作為頂部電極層。而盡管黃金也是一種稀有且昂貴的材料，該小組確信其方法為制造鈣鈦礦和串聯(lián)太陽能電池提供了另一種高效的途徑。

賓夕法尼亞州立大學(xué)負(fù)責(zé)研究的副校長(zhǎng)兼材料科學(xué)與工程教授Shashank Priya說“我們已經(jīng)證明，可以用非常薄的、幾乎只有原子層的金來制作電極。薄金層具有高導(dǎo)電性，同時(shí)它不干擾細(xì)胞吸收陽光的能力?！?/p>

電極層的關(guān)鍵是使用鉻種子層，它的作用是將金均勻地分散成連續(xù)的薄膜，具有高透光性和導(dǎo)電性。賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系助理研究教授DongYang解釋說“通常情況下，如果生長(zhǎng)一個(gè)像金這樣的薄層，納米顆粒會(huì)耦合在一起，像小島嶼一樣聚集在一起。鉻具有很大的表面能，為金的生長(zhǎng)提供了良好的位置，它能讓金形成連續(xù)的薄膜?！?/p>

該小組隨后將這種金電極整合到鈣鈦礦太陽能電池中，測(cè)得的效率為19．8％，并進(jìn)一步將鈣鈦礦太陽能電池整合到一個(gè)串聯(lián)裝置，堆疊在硅異質(zhì)結(jié)電池之上。該裝置的效率達(dá)到了28．3％，跟HJT電池最初的23．3％的效率相比有所提高。

該小組進(jìn)一步指出，其制造的鈣鈦礦太陽能電池在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中是穩(wěn)定的，并且隨著時(shí)間的推移保持高效率。

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