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德国科学家打破太阳能电池效率记录 可进一步普及太阳能电池

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58京牌 ,本月早些时候,德国柏林亥姆霍兹研究所(Helmholtz-Zentrum Berlin,HZB)的一个研究团队在Science杂志上发表了一篇论文,内容与钙钛矿/硅串联太阳能电池有关。该款电池的效率达到了29.15%,打破了之前28%的记录,创造了新的历史记录。

钙钛矿/硅串联太阳能电池的成分(图片来源:柏林亥姆霍兹研究所)

长期以来,钙钛矿/硅串联太阳能电池的效率目标是要达到30%,所以,此次研究成果非常令人兴奋,向目标又近了一步。更令人惊喜的是,科学家们很乐观,认为此种太阳能电池板的效率能够超过30%,以实现更高的太阳能效率。

目前,硅是太阳能电池的标准材料,而且钙钛矿和硅被独立作为太阳能电池板的半导体材料。科学家们认为钙钛矿还具有未被开发出来的潜力,因此将钙钛矿与其他材料结合在一起,以进行实验。在此次研究中,柏林亥姆霍兹研究所的科学家将钙钛矿与硅结合,最终得到了满意的结果。

该项研究的第一作者博士生Eike Köhnen表示:“效率达到29.15%不仅是该项技术的新纪录,还是国家可再生能源实验室(NREL)PV(太阳能发电)类别中的最高水平。”

那么,为什么钙钛矿与硅结合能够效果如此好呢?

亥姆霍兹研究所解释表示:“该款太阳能电池由两种带隙不同的半导体构成,与单独的太阳能电池相比,在串联使用时,能够实现更高的效率,因为串联电池能够更高效地利用太阳能光谱。特别是,传统的硅太阳电池主要将光的红外部分有效地转化为电能,而某些钙钛矿化合物可以有效地利用太阳光的可见光部分,因此二者结合就是一个强大的组合。”

与此同时,同时使用钙钛矿与硅也不会增加太阳能电池板的成本,这一点对于在全球范围内扩大太阳能的使用至关重要。

该研究团队在研究中采用的是1厘米 x 1 厘米(0.4英寸 x 0.4英寸)的太阳能电池板,因此当然需要扩大规模。不过,该研究团队对扩大其规模非常有信心。此外,在模拟使用了300个小时后,该串联太阳能电池仍然保留了95%的原始效率。

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