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打破世界紀錄!光伏電池效率接近30% 距理論上限不遠了
來源:財聯社 時間:2020/12/14 21:22:15 用手機瀏覽

工程師們研發了一種由鈣鈦礦和硅制成的串聯太陽能電池,其效率可達29.15%,打破了世界紀錄。


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數十年來,硅一直是太陽能電池市場的主宰者,但近幾年被“后起之秀”鈣鈦礦逐漸掩埋了鋒芒,后者效率從2009年的不到4%迅速上升至今年早些時候的20%,接近硅25%的長期記錄。不過如今,工程師們研發了一種由鈣鈦礦和硅制成的串聯太陽能電池,其效率可達29.15%,打破了世界紀錄。


不僅如此,這種新型鈣鈦礦/硅串聯電池另一大特點在于,在連續暴露于空氣和模擬太陽光下300多小時后,它也能保持穩定的性能,而且無需封裝保護。據悉,該團隊利用了一種具有1.68ev禁帶的復雜鈣鈦礦成分,并專注于優化襯底界面。


據了解,與單獨使用的單個電池相比,由兩個帶隙不同的半導體組成的太陽能電池串聯使用時,可以獲得相當高的效率。這是因為串聯電池更有效地利用太陽光譜。


事實上,這種硅和鈣鈦礦的串聯設計早在5年前就已表現不凡,當時其最高效率就已達到13.7%,兩年前更是達到25.2%,今年早些時候達到27.7%。而此次由慕尼黑亥姆霍茲聯合研究中心(Helmholtz Zentrum München)的科學家們研發的串聯電池效率已接近創紀錄的30%,離35%的理論上限也不遠了。


今年早些時候,這一效率紀錄已經在弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)獲得認證并被列入了NREL圖表中,該圖表自1976年以來一直記錄著太陽能電池技術的進展。該研究成果也于近日發表在可科學期刊《Science》上。


該研究的第一作者、Albrecht團隊的博士生Eike Köhnen表示,“29.15%的效率不僅是這項技術的記錄,而且在NREL圖表中處于整個新興光伏類別的最頂端。”


就目前而言,該串聯太陽能電池是在1平方厘米的樣品中測試的,但研究人員表示,將其擴大到更實際的尺寸應該是一件相對簡單的事情。






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