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锡基钙钛矿型太阳能电池的性能接近硅基电池

2021年03月30日


完善锡基钙钛矿型太阳能电池(perovskite solarcells,PSC)内导电层的锡化学成分,是提高下一代太阳能技术性能的最新研究方向。一个多国研究小组报告说,锡基PSC性能有所提高,可将25.2%的太阳能转化为电力。这仅略低于传统硅基太阳能电池实现的26%。


PSC 正在探索成为主流硅基太阳能电池市场的低成本、低温、轻质替代品。然而,在转化效率方面,PSC落后于硅基电池。例如,南京大学在2020年11月报告说,锡基PSC电池可将20.7%的太阳能转化为电力。


现在,在《Nature》杂志上发表的一篇论文展示了麻省理工学院、韩国化学技术研究所、蔚山国家科学技术研究所、乔治亚理工学院和韩国成均馆大学的研究,这些研究显著提高了锡基PSC的效率。


过去对太阳能电池电子传输层的研究揭示了电流从电池流向电器的问题。为了防止电流在传输层中丢失,国际团队优化了二氧化锡薄膜,减少了电子的重组,增加了电流通过电池的流量。然后,研究小组通过研究化学浴沉积过程的特性,计算出了理想的二氧化锡薄膜厚度、覆盖范围和成分。


由此产生的PSC实现了25.2%的转换效率,达到了PSC性能理论极限的五分之四。


我们的观点:这些性能改进是锡基PSC实现商业应用的里程碑。世界各地的科学家也在竞相提高PSC的长期稳定性,以扩大其潜在用途,如用于智能手机中。

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