科学家开发一种“打印”氧化铜电极保护层实现更高效的太阳能电池

科学家开发一种“打印”氧化铜电极保护层实现更高效的太阳能电池

剑桥大学、帝国理工学院和新加坡研究人员开发了一种在下一代太阳能电池上打印超薄涂层的方法,使它们能够与硅基太阳能电池协同工作,以实现更高的能量转化效率。

光伏电池或太阳能电池的工作原理是吸收太阳光产生清洁电能。但光伏发电只能吸收太阳光谱的一部分,这限制了其效率。太阳能电池板的典型能源效率只有18-20%。

研究人员一直在寻找一种克服这种效率限制的方法,这种方法具有成本效益,并且可以在全世界范围内使用。最近,研究人员开始开发 “串联 “太阳能电池,将两个吸收太阳光谱互补部分的太阳能电池叠加在一起。这些串联太阳能电池中最有前途的是堆叠在硅器件上的钙钛矿器件。

几乎所有的商用太阳能电池都是由硅制成的,但卤化钙钛矿是一种新型材料,其效率很快就达到了与硅相当的水平。钙钛矿吸收可见光,而硅吸收近红外光:钙钛矿-硅串联太阳能电池在未来十年内可实现35%的效率。

然而,这些串联太阳能电池面临的挑战是,覆盖钙钛矿太阳能电池的电极需要是透明的,而这种透明的电极是用高能工艺沉积的,会破坏钙钛矿

由Judith Driscoll教授和Robert Hoye博士领导的剑桥大学材料科学与冶金系的一个研究小组与伦敦帝国理工学院和新加坡太阳能研究所合作,开发了一种在钙钛矿装置上 “打印 “氧化铜保护层的方法。他们已经证明,只需3纳米厚的涂层足以防止沉积透明顶部电极后对钙钛矿的损害。这些器件与硅电池的串联效率达到24.4%。他们的成果报告在ACS Energy Letters杂志上。

成功的关键是他们的氧化物生长方法能够复制精确的、基于真空技术,但是可以在露天环境中以更快的速度复制。当用氧化物涂覆钙钛矿时,这使对钙钛矿的任何损害最小化,同时确保所生长的氧化物具有高密度,因此仅需要非常薄的层即可完全保护钙钛矿。这种基于蒸汽的 “氧化物打印机 “有可能扩大到商业标准。

你可能感兴趣的文章:

上一篇:

下一篇:


标签