改善光管理創(chuàng)造鈣鈦礦硅系列太陽能電池新紀錄

由硅和金屬鹵化物鈣鈦礦化合物制成的系列太陽能電池可以將大部分太陽光譜轉(zhuǎn)換成電能。然而，部分光被反射，因此由于能量轉(zhuǎn)換而損失。使用納米結(jié)構(gòu)可以顯著減少反射，并確保太陽能電池捕獲更多的光。例如，金字塔微觀特征可以蝕刻到硅中。然而，這些特性導致硅表面微粗糙，使其不再適合作為沉積活性薄鈣鈦礦層的襯底。這是因為鈣鈦礦通常通過溶液處理沉積在拋光的晶片上，形成極薄的薄膜，比金字塔特征薄得多。

效率從23.4%提高到25.5%

由HZB物理學家史蒂夫阿爾布雷特領(lǐng)導的一個研究小組研究了另一種光管理方法，即使用串聯(lián)太陽能。該團隊已經(jīng)生產(chǎn)出一種背面蝕刻有硅層的有效鈣鈦礦/硅系列器件。鈣鈦礦層可以通過旋涂施加到硅的光滑正面。之后，該團隊將聚合物光管理(LM)箔應(yīng)用到設(shè)備的前面。這使得能夠在平坦表面上加工高質(zhì)量的鈣鈦礦膜，同時仍然受益于正織構(gòu)。“通過這種方式，我們成功地將單個鈣鈦礦-硅異質(zhì)結(jié)系列電池的效率從23.4%提高到了25.5%，”該研究的第一作者、Albrecht團隊的博士后研究員MarkoJo說。

數(shù)值模型表明，概率高達32.5%

此外，jot和他的同事開發(fā)了一個復雜的三維特征及其與光相互作用的復雜數(shù)值模型。這使得團隊能夠計算不同界面上帶有紋理的不同設(shè)備設(shè)計如何影響效率。jot說：“基于這些復雜的模擬和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，我們認為實際上可以實現(xiàn)32.5%的效率——如果我們成功地結(jié)合高質(zhì)量的鈣鈦礦，帶隙為1.66 eV。

適用于建筑一體化光伏

團隊負責人史蒂夫阿爾布雷特補充說：“根據(jù)真實的天氣數(shù)據(jù)，我們可以計算一年內(nèi)的能量輸出——針對不同的電池設(shè)計和三個不同的位置。”此外，模擬表明，在漫射光照射下，即不僅在正常入射光下，太陽能電池器件正面的LM箔特別有利。因此，采用新型LM箔的系列太陽能電池也適用于建筑一體化光伏發(fā)電(BIPV)，為大型摩天大樓的外墻開辟了大量的新能源。

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