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钙钛矿太阳能微型模块功率转换效率创下最高记

作者:admin发布时间:2020-07-21 10:51

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  新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的一个研究团队制造了一种钙钛矿太阳能微型模块,该模块的功率转换效率创下了所有大于10cm2的钙钛矿装置中的最高纪录。

  钙钛矿是一种新材料,在太阳能电池应用中已经成为硅的有前途的替代品。这种材料具有类似硅太阳能电池的功率转换效率,但也可用于制造轻质柔性和半透明电池,是建筑和各种城市空间应用的理想选择。钙钛矿技术正在向工业化方向快速发展,稳定性和向更大尺寸扩展的能力被研究人员视为最后需要克服的障碍。

  现在,NTU的研究人员报告说,他们采用了一种名为 “热共蒸发 ”的常见工业涂层技术,并发现它可以制造21平方厘米大小的太阳能电池模块,功率转换效率达到创纪录的18.1%,是已报道的可扩展的钙钛矿太阳能电池的最高记录值。热蒸发是一种成熟的涂层技术,目前用于生产包括有机发光二极管(OLED)电视在内的电子产品。

  发表在科学杂志Joule封面页上的研究成果的主要作者、NTU能源研究所高级科学家Annalisa Bruno博士解释了大规模采用钙钛矿太阳能模块的障碍。“到目前为止,性能最好的钙钛矿太阳能电池已经在实验室中实现,尺寸远小于1平方厘米,使用一种基于溶液的技术,称为旋涂。然而,当在大表面上使用时,该方法导致钙钛矿太阳能电池的功率转换效率较低。这是由于固有的限制,包括缺陷和缺乏大面积的均匀性,使其对工业制造方法具有挑战性。通过使用热蒸发形成钙钛矿层,我们的团队成功地开发出了钙钛矿太阳能电池,其功率转换效率达到了有记录以来大于10cm2的模块的最高水平。”

  ”我们的工作证明了钙钛矿技术与工业工艺的兼容性,以及其进入市场的潜力。“第一作者、研究员李佳博士说:”我们首次证明了共蒸发过氧化物太阳能电池的优异可扩展性。这一步将加速这项技术从实验室到工业的转变。“

  利用同样的技术,研究人员随后制造了彩色半透明版本的钙钛矿太阳能电池和微型模块,在整个不同颜色的范围内实现了类似的功率转换效率测量。这些结果证明了热蒸发法在生产各种光电应用的各种过氧化物基太阳能器件方面的多功能性。

  南洋理工大学副校长Subodh Mhaisalkar教授是该论文的共同主要作者,他说,这一发现为新加坡和其他国家的城市环境打开了一扇门,使其比以往更有效地利用阳光的力量。

  ”太阳能迷你模块可以用在摩天大楼的外墙和窗户上,这是目前的硅太阳能电池板无法做到的,因为它们不透明,阻挡了光线。建筑物业主将能够在建筑设计中加入半透明的彩色太阳能电池,以收集更多的太阳能,而不影响其建筑物的美学品质。“Mhaisalkar教授说。

  NTU团队现在正在研究将钙钛矿和硅太阳能电池整合起来,以制造一种串联太阳能电池。这种配置采用成本效益高、可扩展的工艺制造,可以大幅提高单位面积的太阳能发电量,同时保持较低的生产成本。

  

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