EPFL和CSEM打破钙钛矿-硅串联太阳能电池30%的效率壁垒

据媒体报道，近期，钙钛矿串联光伏电池转换效率屡创新高。日前，洛桑联邦理工学院（EPFL）和瑞士电子与微技术中心（CSEM）共同创造了钙钛矿-硅串联太阳能电池新的转化率世界纪录，达到31.3%。这项新纪录使该技术超越了单独使用硅的上限，另外，它使用的还是低成本和可扩展的材料。今年6月，南京大学谭海仁及其科研团队研制的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率已达到28.0%，在国际上首次超越单晶硅电池的最高效率26.7%。

钙钛矿是一种具有很强光-电转换效率的材料结构，应用广泛关注度高。光伏领域是钙钛矿结构材料的主要应用领域之一，钙钛矿太阳电池是第三代高效薄膜电池的代表。钙钛矿结构可设计性强，具有非常好的光伏性能，是光伏近年来的热门研究方向。业内预计，未来通过使用新型材料的钙钛矿太阳能电池器件的转换效率最高能达到50%左右，是目前商业化的太阳电池转化效率的2倍左右。随着转化率不断提升，钙钛矿光伏电池望加速迎来大规模商业应用。有专家预计，2025年前后钙钛矿光伏有可能实现吉瓦级量产。

长期以来，由于效率、耐用性、成本和易于制造的坚实组合，硅一直主导着太阳能电池行业。几十年的技术进步不断提高了这些太阳能电池的效率，但随着目前的设备接近材料的理论极限–29.4%，这种材料已经没有多少增长空间了。

虽然钙钛矿作为一种替代品正在迅速崛起，但这并不意味着硅被取代。相反，这两种材料配合得非常好，并吸收不同波长的光–硅擅长红光和红外光，而钙钛矿最注重光谱的绿色和蓝色部分。

这意味着串联硅-钙钛矿太阳能电池有可能达到比两者单独实现的更高的效率。2018年的效率纪录是25.2%，然后在2020年被两次打破，达到27.7%，然后是29.15%。2021年的另一个进步则将其推到了30%。

而现在，这一里程碑已被首次跨越。EPFL和CSEM的研究人员使用两种不同的设计并开发了具有高效率的串联硅-钙钛矿太阳能电池。

第一种包括从液体溶液中沉积到光滑的硅表面上的钙钛矿层，对于一个尺寸为1平方厘米的测试电池，其效率达到了30.93%；第二种使用混合蒸汽和液体溶液技术将钙钛矿沉积到有纹理的硅表面，这能使1平方厘米的太阳能电池达到31.25%的效率。获 取 更多前沿科技?研究 进展访问：https://byteclicks.com

研究人员称，他们将需要进一步的工作以调查这些设计如何能扩大到更大的表面并对其寿命展开检查。

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