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重大突破!钙钛矿电池转换效率首超30%!

日期:2022-12-08    来源:全球光伏

国际太阳能光伏网

2022
12/08
17:17
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关键词: 钙钛矿电池 光电转换效率 光伏电池

在米兰举行的第八届世界光伏能源转换大会(WCPEC-8)上,欧洲Solliance合作机构TNO、TU Eindhoven、Imec 和 TU Delft宣布,他们已经实现了一项非凡的壮举:四端钙钛矿/硅叠层太阳能电池通宵效率认证,首次超越了30%的效率极限障碍。

晶硅电池的理论效率在30%以下,因此打破30%的效率障碍可能是利用光伏来加速能源转型和提高能源安全的一大步。Solliance各成员一直在联手推动钙钛矿/硅叠层太阳能电池的转换效率,希望超越当今商用光伏组件的极限,因为高效率会使每平方米占地的组件功率更高,每千瓦时的成本更低。此外,实现高功率密度可以让这些太阳能电池在BIPV应用上创造更多机会,有更多建筑的表面可以被光伏组件覆盖。

目前新兴的电池结构都钙钛矿/晶硅叠层,因为叠层可以更好地利用太阳光谱,可以达到比单结太阳能电池更高的效率。叠层结构的顶部和底部电池彼此独立运行,让应用不同的底部电池成为可能。商业PERC技术以及异质结或TOPCon等高端技术,甚至CIGS等薄膜技术可以在4段子叠层设备中实施,几乎不需要对太阳能电池进行任何修改。

在Solliance开发的四端子 (4T)结构中,来自荷兰和比利时的研究人员已成功将面积为3×3 mm 2的半透明钙钛矿电池的效率提高到19.7%,并获得 ESTI(意大利)认证。该电池使用先进的光学和电学模拟,指导优化实验室模拟,钙钛矿电池具有高度透明的背接触,允许超过93%的近红外光到达底部设备。

下层的硅器件是一个20×20-mm2宽异质结太阳能电池,具有优化的表面钝化、透明导电氧化物和镀铜前触点,用于最先进的载流子提取。光学堆叠在钙钛矿下方的硅器件就为总太阳能转换贡献了 10.4% 的效率点。结合起来,这种非区域匹配的4段子串联设备独立运行的转换效率为30.1%。

此外,将这种高度透明的钙钛矿电池与背接触(金属包裹和叉指背接触电池)以及TOPCon 太阳能电池等其他硅基技术相结合,也能实现接近30%的转换效率。这证明了高度透明的钙钛矿太阳能电池的潜力及其与已经商业化的技术相结合的灵活性。


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