EPFL光伏實驗室和CSEM光伏中心的研究人員報告了一種創紀錄的串聯結太陽能電池,轉換效率為25.2%,使用標準單晶硅電池和蒸發和旋涂工藝完全涂覆結構。
根據新的模型,EPFL和CSEM聲稱,簡單的制造技術可以直接集成到現有的生產線中,電池轉換效率最終可能會超過30%。
在串聯電池中,鈣鈦礦與硅電池互補,因為它可以更有效地轉換藍光和綠光,而基于硅的電池則可以更好地轉換紅光和紅外光。
“通過結合這兩種材料,我們可以最大限度地利用太陽光譜并增加發電量。這項研究的主要作者Florent Sahli和JérémieWerner在技術期刊Nature上表示,我們所做的計算和工作表明,30%的效率應該很快就能實現。
“硅的表面由一系列大約5微米的金字塔組成,這些金字塔捕捉光線并防止其被反射。但是,表面紋理使得難以沉積均勻的鈣鈦礦薄膜,“合作撰寫該論文的Quentin Jeangros解釋說。
典型地,鈣鈦礦材料本身已經以液體形式沉積在小的測試玻璃板上,然后旋涂以獲得均勻性。然而,根據新的研究,當沉積在具有紋理表面的傳統電池上時,材料在金字塔之間的凹陷中積聚,而使峰不被覆蓋,這降低了效率并造成了短路。
使用蒸發方法形成完全覆蓋金字塔的無機多孔基礎層,使其能夠保留通過旋涂加入的液體有機溶液。
將襯底加熱到??150℃的相對較低的溫度,以在硅金字塔頂部結晶均勻的鈣鈦礦膜,提供均勻的涂層并消除金字塔谷中的材料積聚。
“我們建議使用已經使用的設備,只是增加幾個特定的??階段。制造商不會采用全新的太陽能技術,而只是更新他們已經用于硅基電池的生產線,“EPFL光伏實驗室和CSEM光伏中心負責人Christophe Ballif解釋說。