近日，德國(guó)的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種串聯(lián)太陽(yáng)能電池，其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了24%。據(jù)悉，這創(chuàng)下了一個(gè)新的世界紀(jì)錄，即使用有機(jī)和過(guò)氧化物基吸收劑的組合達(dá)到的最高效率。

傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池技術(shù)主要基于半導(dǎo)體硅，現(xiàn)在被認(rèn)為是"已經(jīng)達(dá)到性能極限"了。因此，開(kāi)發(fā)新的太陽(yáng)能技術(shù)，為能源轉(zhuǎn)型做出決定性貢獻(xiàn)，這一點(diǎn)非常重要。

在新研究中，科學(xué)家結(jié)合了兩種替代吸收材料。他們使用了有機(jī)半導(dǎo)體，這是一種在特定條件下可以導(dǎo)電的碳基化合物。然后與基于鉛鹵化合物的鈣鈦礦搭配，它們具有優(yōu)異的半導(dǎo)體性能。

由于陽(yáng)光由不同的光譜成分（即顏色）組成，因此高效的太陽(yáng)能電池必須將盡可能多的陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。這可以通過(guò)所謂的串聯(lián)電池來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中不同的半導(dǎo)體材料組合在太陽(yáng)能電池中，每種材料吸收不同范圍的太陽(yáng)光譜。在目前的研究中，有機(jī)半導(dǎo)體用于光的紫外和可見(jiàn)光部分，而鈣鈦礦可以有效地吸收近紅外光。過(guò)去已經(jīng)探索過(guò)類似的材料組合，但現(xiàn)在研究團(tuán)隊(duì)成功地提高了它們的性能。

在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)，世界上最好的鈣鈦礦/有機(jī)串聯(lián)電池的效率約為20%。在伍珀塔爾大學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)下，科隆研究人員與其他項(xiàng)目合作伙伴一起將這一效率提高到了前所未有的24%。

科隆大學(xué)Selina Olthof博士說(shuō)："為了實(shí)現(xiàn)如此高的轉(zhuǎn)化效率，必須將太陽(yáng)能電池內(nèi)材料之間的界面損失降到最低。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了一種所謂的互連體，將有機(jī)子電池和鈣鈦礦子電池以電子和光學(xué)方式耦合起來(lái)。"

作為互連，一層薄薄的氧化銦被集成到太陽(yáng)能電池中，其厚度僅為1.5納米，以盡可能降低損耗。科隆的研究人員在評(píng)估界面和互連的電氣特性方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，以確定損耗過(guò)程并進(jìn)一步優(yōu)化組件。伍珀塔爾小組的模擬結(jié)果表明，未來(lái)可以通過(guò)這種方法實(shí)現(xiàn)效率超過(guò)30%的串聯(lián)電池。

作者： 來(lái)源：前瞻網(wǎng) 責(zé)任編輯：jianping