N型串叠型钙钛矿-硅太阳能新记录,转换效率突破27%

近年来钙钛矿太阳能转换效率突飞猛进,实验室电池的效率已达到25%,如今沙特阿拉伯科学家更以nip结构钙钛矿太阳能,研发出转换效率达27%的钙钛矿-晶体硅串叠型电池。

在许多太阳能技术中,都有发现N型电池表现优于P型的情形,且两者生生产机制备没有多大区别,以单晶硅太阳能来说,磷掺杂的N型单晶硅电池较硼掺杂的P型单晶硅电池有许多明显的优势。

钙钛矿太阳能的nip结构则是在透明阴极上先后期备出电子传输层、钙钛矿、电洞传输层和阳极金属,pin则相反,先是电洞传输层、钙钛矿,再来是电子传输层和阴极金属,通常nip结构的钙钛矿太阳能转换效率高,表现更好,不过pin制备工艺更简单便宜、温度更低,也适合与传统太阳能电池结合成串叠型太阳能,受到比较多的关注。

过去研究指出,若是将nip钙钛矿电池与晶体硅太阳能串联,表现往往不如预期,得改用效率较低的pin结构,对此沙特阿拉伯阿布都拉国王科技大学(KAUST)认为不该埋没这些优良的电池,决定投入研发。

如今团队已通过非晶质氧化铌(amorphous niobium oxide)材料,打造全新的选择性接触层,通常选择性接触层负责将光转换成电、不能转换的光则变成废热,KAUST研究员Erkan Adin表示,新型接触层让N型串叠太阳能电池捕捉更多的光,也因为新开发的接触材料,更有效地将吸收的光转化为能量。

团队希望能用n-i-p串联电池技术研制效率更高的太阳能板,也认为这项技术能同时应用在太阳能水分解制氢领域。

研究团队小组的下一步将是扩大设备的规模,将引入全尺寸六英寸硅芯片。团队指导人Stefaan de Wolf表示,我们希望能将研究扩大到工业规模的晶体硅技术,目前我们已经开始尝试在双面高效率硅基异质结构(Silicon Hetero-Junction,SHJ)电池上开发串叠型技术。

(首图来源:shutterstock)

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