现代材料科学和电子制造业的进步导致了整体两端（2T）钙亚博网站下载钛矿/c亚博老虎机网登录uinse2（CIS）串联太阳能电池（TSC）的发展，从而整合了串联光伏（PV）技术的效率全薄膜设备框架。发表在ACS能量信提供了有史以来的第一个2T钙钛矿/CIS TSC的概述，其功率转换效率（PCE）接近25％。
学习：效率接近25％。图片来源：jak76/shutterstock.com
什么是串联太阳能电池？
为了提高冲击 - Quiesser（s – q）约束，必须开发单个太阳能电池的光伏（PV）效率，必须开发出多个离期或串联太阳能电池，涉及两个或多个在两个或多个太阳能电池上的均匀键合/积分彼此顶。
单连接光伏设备的局限性
单开关半导体（主要是硅（SI）光伏）领导太阳能市场。另一方面，单连接SI PV单元已进入其性能接近功能阈值的程度。结果，新的串联设计可能是一个可行的选择。
可以通过将两个或更多合适的光伏面板在串联方向上分层，从而更有效地使用太阳能，从而超出了单个连接设备的最大限制，并导致电源转换效率（PCES）以及较低级别的电力价格。
为什么钙钛矿太阳能电池是串联电池的首选？
由于其非凡的光电特性和研究界的坚定承诺，单装钙钛矿太阳能电池（PSC）在过去十年中取得了重大发展。他们超过了25％的PCE，并且正在与诸如硅等熟练技术竞争。
钙钛矿晶体管也是串联PV设备的理想选择，因为它们的制造途径各不相同和能量带的加工性。
影响串联太阳能电池性能的因素
在平行的光伏设备中，光功率损失路线主要涉及寄生吸收和反射短缺，这对于所有串联的光伏设备都是常见的。
为了获得最佳效率，必须最大程度地减少寄生吸收和反射效率低下。
在钙钛矿层上方的所有光活性层中的吸光度低，以及具有正确的折射率和最佳深度索引的电荷载体水平，对于触点处的最小反射，应表征高效率钙钛矿的串联系统。
可以修改两端太阳能电池以最大化功率输出吗？
通过修改钙钛矿最高面板和CI（G）的底部单元的构成，可以调整两者的能量间隙。当涉及到具有两个串联的子细胞的整体2T TSC时，这些子细胞需要在上下太阳能电池板中同步电流生产，以获得最佳输出功率，这种灵活性非常方便。化学调整以增加能源输出也可以想象。
加速串联太阳能电池的商业化
尽管实验性串联性能基准不断超过，但已确定的系统主要依赖于实验室的技术和有限的细胞能力，从而阻止了可销售的胜利。
底物和沉积过程的性质是最关键的挑战之一。
除了大规模的光伏面板部署外，还需要探索实际应用程序的更多挑战，包括长期运营可靠性的重大改进以及生产成本降低的简单半导体组件布局的生产。
新型串联太阳能电池的仿真研究：发现
根据新型的串联太阳能电池的研究，底部的PV电池的1.08 eV在带隙范围内，当与顶部有能力的太阳能电极结合使用时，可以产生高效率2T双PV面板设备。
应进一步降低CI（G）S的带隙，以符合理想范围（〜0.95-1.03 eV），以实现最佳效率。
分析表明，可以通过将顶部和底部吸收器的结合能减少100 MEV，同时保持物质的电性能，从而实现更好的性能。为了增强光内偶联并增强整体光子能量，使用了抗反射涂层（ARC）。
评估光电特性
研究人员计算了假定的VOC值以检查串联系统的光子效率和相关功率低效率。
vOC从顶部PV电极和A V的值约为1.10 VOC从底部的PV面板的值约为0.49 V，总计约1.59V。
研究人员减少了VOC与钙钛矿顶部电极中高溴浓度相关的无效率，并通过减少相分离来改善设备的固有循环光稳定性。
总而言之，该研究揭示了钙钛矿/CIS TSCS作为至关重要的替代能源的承诺，尤其是对于需要可调节和紧凑的PV设备的应用，为将来的改进铺平了道路。
资源
Preciado，M。A. R.等。al。（2022）。效率接近25％的单片两端钙钛矿/顺式串联太阳能电池。ACS能量信，第7卷，第2273-2281页。可用网址：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c00707
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