双层太阳能电池创下有效发电记录

加州大学洛杉矶分校萨穆里分校工程学院的材料科学家开发了一种高效的薄膜太阳能电池，该太阳能电池由于其双层设计而比典型的太阳能电池板能从太阳光中产生更多的能量。

该设备是通过将钙钛矿薄层(一种廉价的铅和碘的化合物已被证明非常有效地从太阳光中捕获能量)喷涂到市售太阳能电池上而制成的。形成设备底层的太阳能电池由铜，铟，镓和硒化物或CIGS的化合物制成。

该团队的新电池可转换来自太阳能的22.4%的能量，这是钙钛矿-CIGS串联太阳能电池功率转换效率的创纪录。该性能已在能源部国家可再生能源实验室的独立测试中得到证实。(先前由IBM的Thomas J. Watson研究中心的一个小组在2015年创下的记录是10.9%。)UCLA器件的效率与目前主导光伏市场的多晶硅太阳能电池的效率相近。

这项研究今天在《科学》杂志上发表，由加州大学洛杉矶分校的卡罗尔·杨和小劳伦斯·E·坦纳斯材料科学教授进行。

杨说：“通过我们的串联太阳能电池设计，我们从同一设备区域的太阳光谱的两个不同部分吸收能量。” “与单独的CIGS层相比，这增加了太阳光产生的能量。”

杨补充说，在钙钛矿层上喷涂的技术可以轻松，廉价地结合到现有的太阳能电池制造工艺中。

电池的CIGS基础层厚约2微米(或千分之二千毫米)，可吸收阳光并自行以18.7%的效率产生能量，但是增加1微米厚的钙钛矿层可提高其效率。 —就像在汽车发动机上增加涡轮增压器可以改善其性能一样。这两层通过UCLA研究人员设计的纳米级界面连接在一起。该接口有助于为设备提供更高的电压，从而增加了设备可以输出的功率。

整个组件位于约2毫米厚的玻璃基板上。

杨说：“我们的技术使现有CIGS太阳能电池的性能比其原始性能提高了近20%。” “这意味着能源成本降低了20%。”

他补充使用双是设备层的设计最终可能接近30%的电源转换效率。这将是研究小组的下一个目标。

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