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新型太阳能电池挑战效率理论极限

来源:  发布时间:2023年07月18日 作者:

一种新型太阳能电池打破了硅基电池效率的理论极限,使我们能够从阳光中获得更多能量。

 

 

目前,几乎所有商用太阳能电池都是由硅制成的。硅基电池只能将窄频带的光转化为电能,超出或低于该范围太多的光要么直接通过,要么作为热量散失,这导致硅基电池的理论效率极限约为29.4%。

理论上,如果在硅层的顶部堆叠一种将其他频段范围的光转化为电能的材料,这个极限可能会提高。钙钛矿就是非常适合的材料,因为它更善于吸收接近红外光谱的光。但事实证明,要高效利用它很困难,因为“任性”的电子在转化为电流之前就被重新吸收到晶体中了。

而现在,某研究小组找到了让钙钛矿与硅适配,实现更高效率的方法。

该研究小组通过两步法使硅和钙钛矿协同工作。他们先在硅基电池上涂一层紧密贴合的前体,然后再加入第二层化学品,使其与前体反应形成钙钛矿,设备效率达31.2%。

研究人员指出,这一过程减少了硅-钙钛矿界面的缺陷,从而增加了可用于产生电流的电子数量。

 

 

在另一项研究中,一研究小组将液态哌嗪二氢碘酸盐注入钙钛矿层,也能减少“任性”的电子,效率达32.5%。

这两项研究得出的效率惊人,然而这样的效率实现仅限于比商业用途所需尺寸小得多的太阳能电池。

5月,某公司证明了钙钛矿硅串联电池可以大规模生产,尽管其效率为28.6%,略低于上述效率。

“如果能大规模生产这种产品就太棒了,唯一需要注意的是,要确保它们能够稳定、持续地产生电能。”一研究员说。

 

 

 

 

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