钙钛矿串联电池的新效率记录

 

一个德国研究小组开发了一种串联太阳能电池，其效率达到 24%——根据转化为电能的光子比例来衡量。这创下了迄今为止使用有机和钙钛矿基吸收剂组合实现的最高效率的新世界纪录。

该太阳能电池由伍珀塔尔大学的 Thomas Riedl 小组与科隆大学物理化学研究所的研究人员以及波茨坦大学和蒂宾根大学以及柏林亥姆霍兹中心和马克斯大学的其他项目合作伙伴共同开发。 - 杜塞尔多夫的普朗克研究所 für Eisenforschng。

结果已发表在《自然》杂志上，标题为“具有氧化铟互连的钙钛矿/有机串联太阳能电池”。

在目前的研究中，有机半导体用于光的紫外和可见光部分，而钙钛矿可以有效地吸收近红外光。过去已经探索过类似的材料组合，但现在研究团队成功地显着提高了它们的性能。

在项目开始时，世界上最好的钙钛矿/有机串联电池的效率约为 20%。在伍珀塔尔大学的领导下，科隆研究人员与其他项目合作伙伴一起将这一价值提高到了前所未有的 24%。科隆大学物理化学研究所的 Selina Olthof 说：“为了实现如此高的效率，必须尽量减少太阳能电池内材料之间界面的损失。” “为了解决这个问题，伍珀塔尔的研究小组开发了一种所谓的互连，将有机子电池和钙钛矿子电池以电子和光学方式耦合起来。”

作为互连，在太阳能电池中集成了一层薄薄的氧化铟，厚度仅为 1.5 纳米，以尽可能降低损耗。科隆的研究人员在评估接口和互连的能量和电气特性方面发挥了关键作用，以确定损耗过程并进一步优化组件。伍珀塔尔小组的模拟表明，未来可以通过这种方法实现效率超过 30% 的串联电池。

上图（左侧）显示了伍珀塔尔大学太阳模拟器中的接触式串联太阳能电池，以及（右侧）科隆大学使用光电子能谱测量能级的设备。