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新型太陽能電池挑戰(zhàn)效率理論極限

來源:  發(fā)布時間:2023年07月18日 作者:

一種新型太陽能電池打破了硅基電池效率的理論極限,使我們能夠從陽光中獲得更多能量。

 

 

目前,幾乎所有商用太陽能電池都是由硅制成的。硅基電池只能將窄頻帶的光轉化為電能,超出或低于該范圍太多的光要么直接通過,要么作為熱量散失,這導致硅基電池的理論效率極限約為29.4%。

理論上,如果在硅層的頂部堆疊一種將其他頻段范圍的光轉化為電能的材料,這個極限可能會提高。鈣鈦礦就是非常適合的材料,因為它更善于吸收接近紅外光譜的光。但事實證明,要高效利用它很困難,因為“任性”的電子在轉化為電流之前就被重新吸收到晶體中了。

而現(xiàn)在,某研究小組找到了讓鈣鈦礦與硅適配,實現(xiàn)更高效率的方法。

該研究小組通過兩步法使硅和鈣鈦礦協(xié)同工作。他們先在硅基電池上涂一層緊密貼合的前體,然后再加入第二層化學品,使其與前體反應形成鈣鈦礦,設備效率達31.2%。

研究人員指出,這一過程減少了硅-鈣鈦礦界面的缺陷,從而增加了可用于產生電流的電子數(shù)量。

 

 

在另一項研究中,一研究小組將液態(tài)哌嗪二氫碘酸鹽注入鈣鈦礦層,也能減少“任性”的電子,效率達32.5%。

這兩項研究得出的效率驚人,然而這樣的效率實現(xiàn)僅限于比商業(yè)用途所需尺寸小得多的太陽能電池。

5月,某公司證明了鈣鈦礦硅串聯(lián)電池可以大規(guī)模生產,盡管其效率為28.6%,略低于上述效率。

“如果能大規(guī)模生產這種產品就太棒了,唯一需要注意的是,要確保它們能夠穩(wěn)定、持續(xù)地產生電能。”一研究員說。

 

 

 

 

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