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钙钛矿-硅光伏电池效率突破30%!澳洲科学家加入了……

本文来源于:财联社 2023/02/10

财联社上海2月10日讯(编辑 黄君芝)一直以来,澳大利亚都对太阳能寄予厚望,并希望到2030年可以将成本降至每瓦0.30澳元、转换效率突破30%。近期的一项最新研究似乎带来了一些希望,澳洲国立大学(ANU)研发出了效率高达30.3%的串联硅-钙钛矿太阳能电池。

由于其效率、耐用性和成本,硅长期以来一直是太阳能电池的行业标准,但目前的光伏设备正接近理论上的效率上限。与此同时,钙钛矿是一个迅速崛起的“年轻新贵”,有可能偷走硅的“桂冠”。

不过,最好的结果似乎是当这两种材料抛开竞争,结合起来。钙钛矿/硅串联太阳能电池比单独使用任何一种材料都更高效,这要归功于它们能够收集太阳光谱的不同部分——钙钛矿更好地利用蓝光,而硅更专注于红色和红外波长。科学家们也不断在效率突破上费尽心思。

研究人员表示,他们将广泛使用的硅电池和钙钛矿电池的优势结合了起来,生产出了具有超高效率的串联硅-钙钛矿太阳能电池,同时还增强了太阳能电池的运行稳定性。最新研究成果已于近期发表在了《先进能源材料》杂志上。

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“使用这些串联太阳能电池,钙钛矿顶部电池可以有效地吸收蓝光,并将红光传输到硅底部电池,从阳光中产生的能量比每个单独的设备要多得多。”他们说。

据悉,该团队主要在这项研究中改善了钙钛矿前体。具体而言,研究人员解释称,不含甲基铵(MA)的钙钛矿太阳能电池具有比含MA的同类电池更好的热稳定性。然而,由于体积质量较差,无MA的钙钛矿太阳能电池的效率落后。

在这项工作中,他们将4-甲基苯乙基氯化铵(4M-PEACl)添加到了不含MA的钙钛矿前体中,从而大大提高了整体质量。他们说,在加入最佳浓度的4M-PEACl后,钙钛矿晶粒显著增大,其固有缺陷被抑制了四倍。

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研究人员表示,最终制出的串联装置不仅效率突破了30%大关,还表现除了优异的稳定性。在环境大气中经过42天日夜循环后,保持了98%以上的初始性能。

“超过30%的标志意义重大,”研究人员说,“目前的预测是,串联太阳能技术将在2026年大规模生产。然而,仍需要做更多的工作来升级,并确保该技术能够稳定应用25至30年。”

编辑:王明
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