突破极限：串联太阳能电池转化效率超过20%

突破极限：串联太阳能电池转化效率超过20% 这项研究发表在 2024 年 3 月 4 日出版的《能源材料与器件》杂志上。光伏技术是一种利用太阳光并将其转化为电能的技术，因其提供清洁的可再生能源而广受欢迎。科学家们不断努力提高太阳能电池的功率转换效率，即效率的衡量标准。传统单结太阳能电池的功率转换效率已超过 20%。要使单结太阳能电池的功率转换效率达到肖克利-奎塞尔极限以上，需要更高的成本。然而，通过制造串联太阳能电池，可以克服单结太阳能电池的肖克利-奎塞尔极限。利用串联太阳能电池，研究人员可以通过将太阳能电池材料堆叠在一起获得更高的能源效率。研究小组利用一种名为硒化锑的半导体，致力于制造串联太阳能电池。过去对硒化锑的研究主要集中在单结太阳能电池的应用上。但研究小组知道，从带隙的角度来看，这种半导体可能被证明是串联太阳能电池的合适底部电池材料。"硒化锑是一种适用于串联太阳能电池的底部电池材料。然而，由于使用硒化锑作为底部电池的串联太阳能电池的报道很少，因此人们很少关注它的应用。"中国科学技术大学材料科学与工程学院教授陈涛说："我们用它作为底部电池组装了一个具有高转换效率的串联太阳能电池，证明了这种材料的潜力。与使用单层半导体材料的单结太阳能电池相比，串联太阳能电池吸收阳光的能力更强。串联太阳能电池能将更多的太阳光转化为电能，因此比单结太阳能电池更节能。"演示概念验证串联太阳能电池，该电池由硒化锑和宽带隙过磷酸钙作为底部和顶部子电池吸收材料组成。通过优化顶部电池的透明电极和底部电池的制备工艺，该装置实现了超过 20% 的功率转换效率。来源：《能源材料与器件》，清华大学出版社研究小组制作了具有透明导电电极的过氧化物/硒化锑串联太阳能电池，以优化光谱响应。他们通过调整顶部电池透明电极层的厚度，获得了超过 17% 的高效率。他们通过引入双电子传输层，优化了硒化锑底部电池，实现了 7.58% 的功率转换效率。当他们用机械方法将顶部和底部电池组装成四端串联太阳能电池时，功率转换效率超过了 20.58%，高于独立子电池的功率转换效率。他们的串联太阳能电池具有出色的稳定性和无毒成分。陈说："这项工作提供了一种新的串联器件结构，并证明硒化锑是一种很有前景的吸收材料，可用于串联太阳能电池的底部电池应用。"展望未来，研究小组希望努力开发集成度更高的双端串联太阳能电池，并进一步提高器件性能。"硒化锑的高稳定性为制备两端串联太阳能电池提供了极大的便利，这意味着它在与多种不同类型的顶层电池材料搭配时可能会取得良好的效果。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【澳洲科学家研发出可自我修复太阳能电池板，能大幅延长卫星寿命】这种太阳能电池板使用了钙钛矿，一种含有钙和钛的氧化物矿物，科学家们

【澳洲科学家研发出可自我修复太阳能电池板，能大幅延长卫星寿命】这种太阳能电池板使用了钙钛矿，一种含有钙和钛的氧化物矿物，科学家们发现，在真空中加热时，钙钛矿太阳能电池的辐射损伤可以逆转。在地球上的模拟测试中显示，降低效率的太阳能电池板在加热后可以恢复到原来的效率，而太阳恰好是一台完美的空间加热器。 #抽屉IT

物理学家利用有机材料并四苯开发出效率显著提高的新型太阳能电池

物理学家利用有机材料并四苯开发出效率显著提高的新型太阳能电池 帕德博恩大学的物理学家利用复杂的计算机模拟设计出一种新型太阳能电池，其效率大大高于现有的太阳能电池。性能的提升归功于一种名为"蒽"的有机化合物的细长涂层。相关成果最近发表在著名期刊《物理评论快报》上。"地球上每年的太阳辐射能超过一万亿千瓦小时，因此超过全球能源需求的 5000 多倍。因此，光伏技术，即利用太阳光发电，为清洁和可再生能源的供应提供了巨大的潜力，但这一潜力在很大程度上仍未得到开发。"帕德博恩大学自然科学系主任、物理学家沃尔夫-吉罗-施密特（Wolf Gero Schmidt）教授解释说："目前，用于这一目的的硅太阳能电池在市场上占主导地位，但其效率有限。其中一个原因是短波辐射的部分能量没有转化成电能，而是转化成了无用的热量。"(从左至右）作者 Uwe Gerstmann 博士、Marvin Krenz 博士和 Wolf Gero Schmidt 博士教授与他们关于太阳能电池能量传输的海报。图片来源：帕德博恩大学，Besim Mazhiqi施密特解释说："为了提高效率，可以在硅太阳能电池中加入有机层，例如由半导体并四苯制成的有机层。短波光会被这层有机层吸收，并转化为高能电子激发子，即所谓的激子。这些激子在并四苯中衰变为两个低能激子。如果能成功地将这些激子转移到硅太阳能电池中，就能有效地将它们转化为电能，并提高可用能量的总体产量。"施密特的团队正在帕德博恩大学的高性能计算中心帕德博恩并行计算中心（PC2）使用复杂的计算机模拟，研究蒽向硅的激发转移。现在已经取得了决定性的突破：在与同样来自帕德博恩大学的 Marvin Krenz 博士和 Uwe Gerstmann 教授共同进行的一项研究中，科学家们发现，在蒽薄膜和太阳能电池之间的界面上存在不饱和化学键形式的特殊缺陷，这会极大地加速激子转移，这种缺陷发生在氢的解吸过程中，并导致具有波动能量的电子界面态，这些波动像升降机一样将电子激发子从梭碳烯传送到硅中。太阳能电池中的这种"缺陷"实际上与能量损失有关，这使得三位物理学家的研究结果更加令人吃惊："就梭形硅界面而言，缺陷对于能量的快速传输至关重要。我们的计算机模拟结果确实令人吃惊。我们的计算机模拟结果确实令人吃惊，同时也为设计效率显著提高的新型太阳能电池提供了精确指标。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新型材料将钙钛矿太阳能电池效率提升到22%

新型材料将钙钛矿太阳能电池效率提升到22% 该方法由位于巴西包鲁的圣保罗州立大学（UNESP）的研究人员开发，涉及使用一类被称为 MXenes 的材料，这是一类具有类似石墨烯结构的二维材料，结合了过渡金属、碳和/或氮，以及氟化物、氧或羟基等表面官能团。它们的特性包括高导电性、良好的热稳定性和高透射率（与通过物质而不被反射或吸收的光量有关）。联合国教科文组织欧洲空间科学中心开发的方法涉及使用一类名为"MXenes"的材料。资料来源：CDMF在这项研究中，MXeneTi3C2Tx被添加到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中以形成钝化涂层，并被旋涂在倒置太阳能电池的包晶层上。钝化涂层旨在减少多晶固体（本例中为钙钛矿）因与环境相互作用或其内部结构而可能产生的缺陷。过氧化物太阳能电池具有层状结构，层的顺序（结构）对其性能至关重要。在倒置太阳能电池中，设备的结构是相反的，以确保阳光照射到过氧化物层时具有较高的光学透明度。Ti3C2Tx的使用将电池的功率转换效率从 19% 提高到 22%。它还提高了电池的稳定性，与对照电池（无钝化层）相比，电池的寿命延长了三倍，且性能未受影响。对于文章的第一作者、联合国教科文组织材料科学与技术研究生项目的硕士研究生 João Pedro Ferreira Assunção来说，这些结果令人惊讶，因为该项目的最初目的仅仅是补救因添加绝缘钝化层而导致的性能下降。目前，有关过氧化物太阳能电池的研究主要集中在如何设计大规模工业生产系统，以制造稳定的高性能电池。"这篇文章表明，在大规模生产条件下添加 MXene 是可行的，并指出了实现这一目标的方法。文章还介绍了我们探索的几种电学、形态学和结构表征技术，以加深对这一类复杂设备的行为和功能的科学理解，"Assunção说。他补充说，这项研究是朝着生产清洁能源、减轻环境影响以及使巴西成为领先的太阳能电池工业生产国等可持续发展目标迈出的充满希望的一步。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【27.09%，隆基BC技术刷新硅太阳能电池效率世界纪录】

【27.09%，隆基BC技术刷新硅太阳能电池效率世界纪录】 隆基绿能今日官微消息，近日，经德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）权威认证报告，隆基绿能自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池（ HBC）, 利用全激光图形化可量产制程工艺获得27.09%的电池转换效率，创造单结晶硅太阳能电池效率的新世界纪录，这是继2022年11月隆基绿能创造26.81%的硅太阳能电池效率世界纪录后的又一次突破。

新型铜铟镓硒太阳能电池能效创纪录 转换效率高达23.64%

新型铜铟镓硒太阳能电池能效创纪录 转换效率高达23.64% 最新CIGS太阳能电池结构的电子显微镜分析。图片来源：《自然·能源》网站国际能源署数据显示，太阳能电池的部署量在全球范围内迅速增长，2022年太阳能发电量占全球电力超过6%。晶硅是太阳能电池中使用最广泛的材料，目前由晶硅制成太阳能电池最多可将逾22%的阳光转化为电力，这种太阳能电池成本低廉且性能比较稳定。研究人员希望以合理的生产成本获得30%以上的光电转换效率，由此开始关注CIGS等更高效的串联太阳能电池。但串联太阳能电池成本太高，迄今无法大规模生产和部署。薄膜太阳能电池中活性层的横截面，总厚度不超过 3 微米。利用隆德 MAX IV 设施测量的纳米 XRF，可以高精度地测量太阳能电池中基体元素和微量元素（本例中为铷）的浓度。资料来源：Marika Edoff最新研制出的CIGS太阳能电池包含一块玻璃板，玻璃板上覆盖了几个不同的层，每个层都具有特定功能。吸收阳光的材料由铜、铟、镓和硒化物组成，并添加了银和钠。材料被置于太阳能电池内，位于金属钼和透明的玻璃板之间。为使太阳能电池在分离电子方面尽可能高效，研究团队用氟化铷处理了CIGS层。研究人员表示，钠和铷这两种碱金属之间的平衡，以及CIGS层的组成是提高转换效率的关键。CIGS太阳能电池能效此前的世界纪录是23.35%，由日本Solar Frontier公司创造，再之前是德国巴登符腾堡太阳能和氢能源研究中心创下的纪录22.9%。 ... PC版： 手机版：