通过使硅和钙钛矿更好地协同工作来提高太阳能电池效率的两种方法

两个太阳能工程师团队,一个由柏林亥姆霍兹材料与能源有限公司的一个大型团队领导,另一个由洛桑联邦理工学院的一个团队领导,已经找到了两种提高太阳能电池效率的方法:让硅和钙钛矿更好地协同工作。两个团队都在《科学》杂志上发表了论文,概述了他们的工作细节和测试结果。阿卜杜拉国王科技大学的StefaanDeWolf和ErkanAydin在同一期期刊上发表了一篇展望文章,概述了两个团队所做的工作。

此前的研究表明,由于硅的限制,只有太阳光频段的一小部分可以转化为电能——这将其理论效率限制在29.4%。为了解决这个限制,太阳能工程师尝试添加其他材料作为单独的层,可用于将其他频率的光转换为电能。

其中一种材料是钙钛矿——一种由钛和钙混合物生长的晶体。虽然它已经显示出希望,但它的实用性有限,因为它倾向于让一些电子在用于发电之前被重新吸收到晶体中。在这两项新的努力中,两个团队都找到了解决这个问题的方法,每个团队都使用了不同的方法。

在第一项工作中,工程师将液体碘化哌嗪注入已经涂在硅层上的钙钛矿层中。测试期间证明他们的技术效率为32.5%。

在第二项工作中,该团队开发了一种工艺,其中包括用前体化学品涂覆一层硅,然后添加第二种化学品,引发反应,从而形成钙钛矿涂层。结果是涂层缺陷减少,允许更少的电子游回晶体。测试表明,两步工艺可用于生产效率为31.2%的太阳能电池。

两个团队都承认,他们的技术应用于比商业使用的太阳能电池小得多的太阳能电池。因此,在将其用于传统太阳能电池应用之前,需要一种扩大其规模的方法。