疊層鈣鈦礦創下33.2%發電效率新紀錄

疊層鈣鈦礦創下33.2%發電效率新紀錄

  • 2023-04-25
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  • 來源:能源雜誌

近日,來自沙特的阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的科研團隊實現了鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池33.2%的能量轉換效率。這一紀錄打破了此前由德國柏林亥姆霍茲中心(HZB)科學家創下的32.5%世界紀錄。

新一代太陽能電池板存在幾種不同的技術路線,它們在效率、成本上有所區別,如何將它們穩定地、大規模地運用在太陽能電池板構造時的難易程度也有所不同。

KAUST的研究員們將更為普遍、價格更為低廉的晶體硅材料和效率更高卻穩定性欠佳的鈣鈦礦結合起來,此舉讓太陽能電池的轉換效率達到了33.2%。

這次的進步看似微小,但當你通過數以百萬計的太陽能電板,以及無窮無盡的太陽光來推算的話,這便是個很大的突破了。儘管目前疊層鈣鈦礦技術還未有商用的打算,但也值得展望。中國企業曜能科技曾在今年1月實現自主研發的小面積鈣鈦礦/晶硅兩端疊層電池穩態輸出效率32.44%。

光伏電池效率是以變流技術效率(PCE)來衡量的,100%的效率意味着所有可用的陽光都被轉化為電能,沒有任何流失損耗。KAUST的記錄被歐洲的太陽能測試裝置(ESTI)所證實。

“這項新紀錄是非集中光下所有雙結太陽能電池的最高PCE,也證明了鈣鈦礦-硅的疊層所提供的超高性能光伏組件具有光明前景,這對於快速實現讓可再生能源應對氣候變化挑戰至關重要。”來自KAUST的材料學專家指出。

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這種新型疊層電池之所以能夠達到創下紀錄的水平,有一部分原因在於其上層鈣鈦礦材料吸收藍光的效能最佳,而下層的硅又是吸收紅光最好的材料。這種光譜覆蓋意味着更多可利用的陽光可以被捕獲、轉化。

然而,該團隊並未提供更多有關這項紀錄是如何實現的細節,到目前為止,也沒有關於太陽能電池疊層技術方面的同行評論。KAUST團隊仍致力於延長電池的使用壽命,並在尺寸上進行提升,畢竟這是鈣鈦礦的“老毛病”了。

不同類型太陽能電池也有不同的效率紀錄。例如,科學家已經使用六層電池達成了驚人的47.1%效率比,有別於過去的雙層電池。儘管達成這一效率的前提是太陽光集中。

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