第一次perovskite-on-silicon-tandem太阳能电池的效率为30%已经超过了由于科学家领导的共同努力EPFL光电和薄膜电子实验室与著名的创新中心合作,CSEM。独立注册的国家可再生能源实验室(NREL)在美国,这些结果推动高效光伏(PV)和铺平了道路走向更有竞争力的太阳能发电。
图片来源:d Turkay / c·沃尔夫(EPFL)
增加太阳能电池的能量转换效率是很重要的,原因有两个。从长远来看,这是最有效的方法减少电力的成本逐步降低。在短期内,这是最好的办法推动光伏发电应用空间有限如屋顶、外墙、车辆,甚至无人机。
然而,从根本上限制了所有太阳能电池材料制成,进而影响他们能达到的效率。亚博网站下载迄今为止最采用太阳能电池技术是用硅。尽管硅的成功,它有一个理论ficiency 29%左右的极限。此技术目前的效率略低于27%,留下一个很小的保证金为未来的效率收益。
在超过这个限制创新竞赛中,科学家们已经添加一个(或多个)互补太阳能电池(s)硅形成“串联”太阳能电池。太阳的高能可见光的吸收在顶部细胞,而较长的红外线吸收硅电池放在后面的串联。卤硅钙钛矿已经被认定为一个理想的伙伴,因为他们可以更有效地转化为可见光电力单独硅相比,不过度增加制造成本。
左和右面板:图表的perovskite-on-silicon三轮车要么持平或变形的正面。上层中央面板:扫描电子显微镜图像的两种类型的设备由欧洲和CSEM。降低中央面板:相应的图片。
图片来源:d Turkay (EPFL), c·沃尔夫(EPFL), f·沙利(CSEM)问:Jeangros (CSEM)
双重世界纪录成功
“我们已经通过了一项心理障碍。”欧洲职业足球联盟负责人Christophe Ballif说光电实验室和CSEM的可持续能源中心。“我们已经通过实验验证的高效潜力perovskite-on-silicon三轮车。马克已经达到30%的效率与其他类型的材料,即III-V半导体。亚博网站下载然而,这些材料和使用的过程让他亚博网站下载们维持能源过渡太贵了——这些设备比硅太阳能电池贵一千倍。我们的研究结果首次表明,30%的障碍是可以克服使用低成本的材料和过程,这将打开新的视角对PV的未来,”亚博网站下载Ballif激动地说。
纽夏特的研究人员已经成功地改善效率的两种perovskite-on-silicon三轮车。首先,他们存款优质钙钛矿材料和制造技术适应从亚博网站下载解决方案层平面型硅表面,达到30.93%的功率转换效率为1厘米2太阳能电池。其次,在一个新版本的混合蒸汽/解决方案处理技术兼容的硅表面,他们生产的太阳能电池的能量转换效率31.25%(在1厘米2)。这些结果构成两个新的世界纪录:一个平面和一个用于变形设备架构。后一种方法提供了一个更高的电流和兼容当前工业硅太阳能电池的结构。前面perovskite-on-silicon串联太阳能电池转换效率纪录是在2021年由亥姆霍兹柏林中心的一个小组的人达到了29.8%。EPFL和CSEM新记录的独立认证的国家可再生能源实验室(NREL)在美国。
光明的未来
“这些高效的结果将需要进一步研发让他们扩大到更大的表面积,并确保这些新细胞可以维持一个稳定的输出功率在我们的屋顶和其他地方在一个标准的一生中,“指出昆汀Jeangros CSEM。“串联perovskite-on-silicon技术一直说有可能超过30%的效率指标,但这是第一次投资潜力已经证明,应该希望为更便宜的电力可持续发展在未来,“总结基督教EPFL)的沃尔夫。
这项研究是由欧洲职业足球联盟PV-lab团队纽(鑫Yu博士的下巴,Deniz Turkay Kerem Artuk,马修Boccard博士和他的同事们的串联光伏基督教沃尔夫)博士领导的研究小组,与科学家协会CSEM (Brett Kamino博士,弗洛伦特·沙利博士,博士Soo-Jin月亮,阿诺德•沃尔特和他的同事,由博士昆汀Jeangros)。已收到资金从瑞士联邦办公室的能量,瑞士国家科学基金会、欧盟委员会(European Commission),服务Industriels de日内瓦,ETH领域的先进制造亚博老虎机网登录计划。
来源:https://www.csem.ch/Home