太阳能电池技术的新效率记录

新加坡国立大学 (NUS) 的一组研究人员在使用钙钛矿和有机材料制成的太阳能电池的功率转换效率方面创造了新的记录。这一技术突破为柔性、轻质、低成本和超薄光伏电池铺平了道路，这些光伏电池非常适合为车辆、船只、百叶窗和其他应用供电。

“清洁和可再生能源技术对于减少碳排放极为重要。将太阳能直接转化为电能的太阳能电池是最有前途的清洁能源技术之一。太阳能电池的高功率转换效率对于在有限的区域内产生更多电力至关重要，这反过来又降低了产生太阳能的总成本。化学和生物分子工程，还在新加坡国立大学的太阳能研究所领导“基于钙钛矿的多结太阳能电池组”。

“这项研究的主要动机是提高钙钛矿/有机串联太阳能电池的功率转换效率。在我们的最新工作中，我们展示了 23.6% 的功率转换效率——这是迄今为止此类太阳能电池的最佳性能，”新加坡国立大学化学与生物分子工程系研究员陈伟博士补充道。这部作品的作者。

这一成果与目前其他钙钛矿/有机叠层太阳能电池研究报道的20%左右的功率转换率相比有了显着的飞跃，正在接近硅太阳能电池26.7%的功率转换率，这是目前占主导地位的太阳能技术。当前的太阳能光伏（PV）市场。

这项创新于 2022 年 1 月 20 日在 Nature Energy 上发表。这项研究是与香港大学和南方科技大学的科学家合作进行的。

太阳能世界的新趋势

近年来，太阳能电池技术作为一种可持续能源取得了巨大的发展。太阳能电池的可靠性、效率、耐用性和价格对全球太阳能项目的商业潜力和大规模实施具有至关重要的影响。

太阳能发电厂中使用的传统太阳能电池基于单结架构。单结太阳能电池的实际功率转换效率在工业生产中被限制在27%左右。推动太阳能生产的前沿将需要太阳能电池的新型解决方案，以在功率转换中表现更好。

为了将太阳能电池的功率转换效率提高到 30% 以上，需要堆叠两个或多个吸收层（多结电池）。使用两种不同类型的光伏材料制成的串联太阳能电池是一个热门研究领域。

在他们的最新项目中，侯助理教授和他的团队在钙钛矿/有机串联太阳能电池领域开辟了新天地。他们的发现为轻质且可弯曲的薄膜串联太阳能电池打开了大门，这种电池可能具有广泛的应用，例如太阳能百叶窗、车辆、船只和其他移动设备。

电源转换效率的突破

串联太阳能电池包括使用互连层（ICL）电连接的两个或更多个子电池。ICL 在确定设备的性能和再现性方面发挥着关键作用。有效的 ICL 应具有化学惰性、导电性和光学透明性。

尽管钙钛矿/有机串联太阳能电池对下一代薄膜光伏发电具有吸引力，但它们的效率落后于其他类型的串联太阳能电池。为了应对这一技术挑战，侯教授及其团队开发了一种新颖有效的 ICL，可降低串联太阳能电池内的电压、光和电损耗。这项创新显着提高了钙钛矿/有机串联太阳能电池的效率，实现了 23.6% 的功率转换率。

“我们的研究表明，基于钙钛矿的串联太阳能电池在光伏技术的未来商业应用中具有巨大潜力。基于我们的新发现，我们希望进一步提高串联太阳能电池的性能并扩大这项技术，”侯教授说。

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