钙钛矿硅串联太阳能电池效率达到百分30的神奇阈值

ZB团队已在《科学》杂志上发表了一篇有关其当前世界纪录的报告，该纪录是由钙钛矿和硅制成的串联太阳能电池的效率达到29.15%的世界纪录。即使没有封装，串联电池也能提供300小时的稳定性能。为此，以史蒂夫·阿尔布雷希特(Steve Albrecht)教授为首的小组研究了界面处的物理过程，以改善电荷载流子的传输。

与单独使用单个电池相比，由两个具有不同带隙的半导体组成的太阳能电池串联使用时可以实现更高的效率。这是因为串联电池更有效地利用了太阳光谱。特别地，常规的硅太阳能电池主要将光的红外成分有效地转换为电能，而某些钙钛矿化合物则可以有效地利用阳光的可见成分，从而使其成为一种有力的组合。

2020年初，由HZB的史蒂夫·阿尔布雷希特(Steve Albrecht)教授率领的团队打破了以前由钙钛矿和硅制成的串联太阳能电池的世界纪录(28.0%，牛津大学光伏)，创造了29.15%的新世界纪录。与经过认证和科学公布的最高效率(DOI：2,1126 / science.aba3433)相比，这是一个巨大的进步。新值已通过Fraunhofer ISE认证，并列在NREL图表中。现在，这些结果已发表在《科学》杂志上，其中详细说明了制造过程和基础物理学。

EikeKöhnen博士说：“ 29.15%的效率不仅是这项技术的记录，而且在NREL图表中处于整个新兴PV类别的首位。” 是Albrecht团队的学生，并且是该研究的第一作者。此外，新型钙钛矿/硅串联电池的特点是，在连续暴露于空气和模拟阳光下的300多个小时中，性能始终保持稳定，而不受封装的保护。该团队利用了具有1.68 eV带隙的复杂钙钛矿成分，专注于优化基板界面。

与立陶宛(Vytautas Getautis教授的团队)的合作伙伴一起，他们开发了有机分子的中间层，该中间层将自身自动排列成一个自组装单层(SAM)。它由具有甲基取代基的新型咔唑分子(Me-4PACz)组成。该SAM被施加到电极上并促进电荷载流子的流动。“我们首先准备了完美的床，可以说是钙钛矿所在的床，”也是Albrecht团队成员，也是该研究的第一作者的Amran Al-Ashouri说。