發布時間：2022年12月29日
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美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員在最新一期的《科學》雜志上報告稱，一種制造鈣鈦礦太陽能電池的新方法解決了此前的關鍵瓶頸，并產生了高效率和極具穩定性的設備。
基于溴和碘的豐富混合物開發高度穩定和高效的鈣鈦礦，被認為是制造串聯太陽能電池的關鍵。然而，這兩種元素在暴露于光和熱時往往會分離，從而限制了太陽能電池的電壓和穩定性。
上述新研究解決了這一問題，并生產了一種寬帶隙太陽能電池，效率超過20%，光電壓為1.33伏，在高溫下可連續運行1100小時，效率幾乎沒有變化。采用新方法制備的全鈣鈦礦串聯電池在2.2伏特的高光電壓下獲得了27.1%的效率和良好的運行穩定性。
新開發的方法建立在研究人員今年早些時候發表的工作的基礎上，他們翻轉了典型的鈣鈦礦電池。使用“倒置”的結構，研究人員可以提高效率和穩定性，并輕松集成串聯太陽能電池。
NREL領導的小組使用了相同的架構，并進一步遠離了制造鈣鈦礦的傳統方法。傳統的方法是將抗溶劑應用到結晶化學物質上，以形成均勻的鈣鈦礦薄膜。
新方法則依賴于所謂的氣淬，在氣淬中，氮氣流被吹到化學物質上。該結果解決了溴和碘的分離問題，得到了結構和光電性能都有所改善的鈣鈦礦薄膜。
通過上述新方法，研究人員實現了寬帶隙層的效率超過20%，并且在1100小時內運行穩定性低于5%。加上底部電池，該設備的整體效率能達到27.1%。
研究人員還嘗試了氬氣和空氣作為干燥氣體，得到了相似的結果，表明氣淬法是提高寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池性能的一般方法。他們表示，新方法展示了高性能全鈣鈦礦串聯器件的潛力，并推動了其他基于鈣鈦礦的串聯架構的發展，例如那些包含硅的串聯架構。
來源：東方財富網 2022.12.29