中国华中科技大学的一支工程师团队设计、制造并独立测试了一种创纪录效率的全钙钛矿串联太阳能电池。他们的论文发表在《自然通讯》杂志上。
钙钛矿串联太阳能电池结合了两种材料,可以捕获更宽光谱的阳光,从而提高效率。它们通常由顶部钙钛矿和底部电池(由另一种材料(例如硅或钙钛矿的不同变体)制成)组合而成。
钙钛矿是一种主要由钛酸钙构成的矿物。太阳能电池制造商一直在测试使用钙钛矿替代硅,因为它成本更低、效率更高、更容易制造,而且它允许太阳能电池采用不均匀甚至可弯曲的结构。
然而,钙钛矿在商业应用中的使用受到限制,因为难以生产出没有缺陷的面板表面,这会导致非辐射能量损失,从而降低电池效率。在这项新的努力中,研究小组找到了一种使用缺陷少得多的材料制造电池的方法,从而实现了创纪录的效率。
这项工作涉及开发一种表面重建技术,以减少钙钛矿顶电池内的表面缺陷。该技术使用 BDA 和 EDAI2来修改(抛光)电池表面。
研究团队成功制作出了一种锡铅混合钙钛矿薄膜,其缺陷数量比其他技术或材料制成的薄膜更少。这可以改善载流子传输,减少传输层的能量损失。
为了测试他们的新技术,研究人员制作并抛光了一个顶部电池,作为光吸收层。然后,他们将其放在由 C60制成的电子传输层上,空穴传输层由 PEDOT:PSS 制成。然后,他们添加了金触点。
测试显示,该电池的功率转换效率为 28.49%,这已得到独立验证。他们还指出,该电池具有耐用性,在连续运行 550 小时后仍能保持最佳性能。