新型硅鈣鈦礦材料打破能效紀(jì)錄

隨著技術(shù)變得日漸高效和廉價(jià)，綠色能源產(chǎn)業(yè)中的太陽(yáng)能光伏面板行業(yè)，也迎來(lái)了蓬勃的發(fā)展。不過(guò)近日，澳大利亞國(guó)立大學(xué)（ANU）的研究團(tuán)隊(duì)，剛剛打破了陽(yáng)能電池的能效紀(jì)錄。研究人員表示，他們開(kāi)發(fā)的新型鈣鈦礦 - 硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率，已經(jīng)達(dá)到了 27.7% 。

（圖自：Stuart Hay /ANU）

要知道五年前，行業(yè)紀(jì)錄還只是 13.7% 。即便是兩年前的 25.2%，AUN 的新方案還是增長(zhǎng)了不少，且未來(lái)幾年還有繼續(xù)突破的潛力。

相比之下，目前大多數(shù)基于硅材料的商用太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)化效率普遍在 20% 左右。不過(guò)鑒于硅和鈣鈦礦都能夠很好地將轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能，ANU 研究團(tuán)隊(duì)決定將之結(jié)合起來(lái)。

據(jù)悉，兩種材料能夠吸收不同波長(zhǎng)的光，其中硅材料主要針對(duì)紅光與紅外光，而鈣鈦礦主要面向藍(lán)綠光。

為充分利用這一特性，研究人員將半透明的鈣鈦礦組件，堆疊在了硅組件之上。

Kylie Catchpole 與 The Duong（圖自：Stuart Hay / ANU）

換言之，太陽(yáng)光會(huì)先被濾除藍(lán)綠波段的能量，然后再被吸收紅光與紅外波段的能量。這樣的設(shè)計(jì)，可以讓頂

層設(shè)計(jì)變得更加高效。

首席研究員 The Duong 指出，其使用了正丁基溴化銨這種新材料來(lái)涂覆光伏面板的鈣鈦礦活性層，特點(diǎn)是以二維化的形式排列。

這種材料有助于減少鈣鈦礦活性層表面的缺陷，從而提升這類光伏面板的性能。目前研究團(tuán)隊(duì)正在積極提升效率和趕上商業(yè)化進(jìn)程，預(yù)計(jì)可在 2023 年實(shí)現(xiàn) 30% 轉(zhuǎn)化率的目標(biāo)。

有關(guān)這項(xiàng)研究的細(xì)節(jié)，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）期刊上。

原標(biāo)題為《High Efficiency Perovskite‐Silicon Tandem Solar Cells: Effect ofSurfaceCoating versus Bulk Incorporation of 2D Perovskite》。