“非凡的潜力”:低成本、高效率太阳能电池的新曙光商用太阳能电池板目前有能力将它们捕获的大约15%至20%的阳光转化为电能。然而,苏州大学的专家认为,还有很大的改进空间。他们强调,即将到来的一代太阳能电池已经实现了26.1%的效率,表明可能会有更高的能效。尽管如此,他们强调,有必要进行更有针对性的研究,不仅要使这一水平的效率正常化,而且要超过它。
他们最近发表了对高效钙钛矿型太阳能电池研究现状的评论,并对未来在能源、材料和器件方面的工作提出了建议。
“金属卤化物钙钛矿太阳能电池是一种新型的高性能太阳能电池,”第一作者、苏州大学物理科学与技术学院研究员曹风人说。“它们表现出优异的光电性能,具有高效率和低成本的潜力,使它们成为未来太阳能应用的有希望的候选者。”
这些太阳能电池中的金属卤化物钙钛矿,是一种类似钙钛氧化物的有机材料,它作为光吸收半导体来捕获入射的阳光,并将其转化为能量。
曹研究员表示:“钙钛矿太阳能电池具有很高的效率,在实验室条件下超过26%;低成本,使用相对廉价的材料和简单的制造工艺;灵活性,因为它们可以在柔性基板上制造,如塑料或金属箔,从而开发轻量级,柔性光伏设备;而且它们还可以扩大规模。作为下一代光伏技术,它们具有非凡的潜力。”
曹研究员说:“在过去的几年里,人们采用了许多策略来提高钙钛矿太阳能电池的效率6t体育app。但达到25%以上的效率还不常见。因此,在本文中,我们总结了高效钙钛矿太阳能电池的最新发展,并强调了它们在晶体调节、界面钝化和组件层结构设计方面的有效策略。”
曹研究员说,这些策略可以有效地解决低效率的主要原因,即制备过程引起的缺陷和不合适的能带结构。能带结构指的是材料中电子的能级:太低,电池不能正确或有效地将太阳光转化为能量,太高,电池也面临同样的问题。
曹研究员还指出,其他类型的太阳能电池可以结合起来构建“串联太阳能电池”,可以一起工作,打破单一类型太阳能电池的效率限制。此外,更大部件的制造方法需要优化,以达到与制造小于十分之一平方厘米的小区域的方法相同的效率。
“我们相信钙钛矿太阳能电池是最有前途的太阳能电池之一,这些努力将确保它们在未来能够商业化和工业化,”曹研究员解释说,额外的研究也将解决诸如缺陷容忍和稳定性相关问题等挑战。“钙钛矿太阳能电池的未来是非常令人兴奋的,进一步发展的潜力是巨大的。”