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硅的表面由5微米的大棱锥组成,可以捕获光。
洛桑联邦理工学院(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)的研究人员已生产出转换效率为25.2%的硅钙钛矿串联太阳能电池。
晶体硅光伏电池是主要技术,全球市场份额为90%。根据EPFL的声明,由于理论上最大的转换效率上限,只有经过多年的研究才能达到,目前20-20%的转换效率不太可能显着提高。
这需要电池制造商研究新技术,以进一步提高效率。在串联或异质结(HJT)中将两种不同的电池架构层叠在一起的技术似乎可以提供更高的效率水平-使用c-Si /非晶硅(a-Si)串联结构的HJT电池可以目前最成熟。
但是,创建有效的串联结构并非易事。“硅的表面由一系列约5微米的金字塔组成,这些金字塔会捕获光并防止其被反射。但是,表面纹理使其很难沉积均匀的钙钛矿薄膜。” EPFL论文的合著者Quentin Jeangros解释说。
串联电池开发人员面临的第二个挑战是如何以经济有效的方式生产这种高效结构。如果没有经济有效的生产方式,串联技术的大规模商业化将受到限制。
EPFL和CSEM的研究人员声称,他们将c-Si /钙钛矿半导体结合在一起的方法仅需要几个额外的生产步骤。研究人员认为,这种生产方法的成本据说是合理的,使其将来有可能用于商业化。
“直到现在,制造钙钛矿/硅串联电池的标准方法是使硅电池的金字塔平整,这会降低其光学性能,从而降低其性能,然后再将钙钛矿电池沉积在其顶部。该研究的主要作者弗洛伦特·萨赫里(Florent Sahli)说,这也增加了制造过程的步骤。
EPFL和CSEM的科学家通过使用蒸发方法来形成完全覆盖金字塔的无机基础层,从而解决了这个问题。该层是多孔的,使其能够保留液态有机溶液,然后使用称为旋涂的薄膜沉积技术将其添加。研究人员随后将基板加热到150°C的相对较低的温度,以使硅金字塔顶部的钙钛矿均质膜结晶。
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