鈣鈦礦/晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率新紀(jì)錄誕生

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鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率繼續(xù)提升。沙特阿拉伯的阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）日前公布，其鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)33.7%。

阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)教授埃爾坎·艾登（Erkan Aydin）在領(lǐng)英上表示，“在兩個(gè)月的時(shí)間里，我們?cè)俅蝿?chuàng)造了鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的世界紀(jì)錄！通過(guò)我們最新的更新，鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池已達(dá)到令人印象深刻的33.7%的認(rèn)證功率轉(zhuǎn)換效率，超過(guò)了我們之前33.2%的里程碑。我們希望我們的新成就將有助于加速綠色能源轉(zhuǎn)型?！?/p>

據(jù)《光伏雜志》（PV Magazine）報(bào)道，歐洲太陽(yáng)能測(cè)試裝置（ESTI）對(duì)該結(jié)果進(jìn)行了認(rèn)證，證實(shí)了阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)新型鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的新成果，1平方厘米電池器件開(kāi)路電壓為1.974V，短路電流密度為20.99mA/c㎡。

2022年8月，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)宣布單片鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)光伏器件的效率為26.2%。今年1月，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率為28.1%。今年4月，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的鈣鈦礦/晶硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率33.2%。

鈣鈦礦（Perovskite）已有180多年歷史，最初它是指一種由無(wú)機(jī)物鈦酸鈣（CaTiO?）組成的礦物。1839年，在歐亞兩洲的分界線烏拉爾山脈，柏林大學(xué)礦物學(xué)家古斯塔夫斯·羅斯（Gustavus Rose）發(fā)現(xiàn)了這種天然礦物，他以俄羅斯貴族、礦物學(xué)家列夫·佩洛夫斯基（Lev Perovski）的名字為這種物質(zhì)命名。但在光伏領(lǐng)域，“鈣鈦礦”并非指一種特定材料，而是指具有ABX?結(jié)構(gòu)的化合物家族，A位通常代表有機(jī)陽(yáng)離子，B位為金屬鉛離子Pb2+，而X位為鹵素陰離子，由這些化合物組成的材料家族被稱(chēng)為“鈣鈦礦”材料。這是一種人工設(shè)計(jì)的材料，材料配方選擇靈活，帶隙可調(diào)。

鈣鈦礦對(duì)光的吸收能力強(qiáng)，光譜吸收范圍廣，即使在室內(nèi)等弱光條件下，鈣鈦礦仍能保持較高的光電轉(zhuǎn)換效率。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是一種“三明治”結(jié)構(gòu)的新型光伏電池，這種新型光伏電池與傳統(tǒng)晶硅電池相比，不但具有弱光性能好、質(zhì)量輕等特性，還可拓展應(yīng)用于柔性光伏和半透明光伏領(lǐng)域。

從研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的主流技術(shù)路線來(lái)看，目前鈣鈦礦電池主要有單結(jié)鈣鈦礦電池和疊層鈣鈦礦電池。其中，單結(jié)鈣鈦礦電池只有鈣鈦礦本身的“三明治”結(jié)構(gòu)，而疊層鈣鈦礦電池又包括晶硅/鈣鈦礦疊層電池、全鈣鈦礦疊層電池、薄膜電池（如銅銦鎵硒）/鈣鈦礦疊層電池等。

編輯：翟卓

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