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劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研发人员在钙钛矿电池领域取得新进展,可有效提高电池转化效率

2016-11-21 332浏览 标签: 美国钙钛矿电池

2016年11月14日,劳伦斯利弗莫尔国家实验室官网公布消息称,研发人员在钙钛矿电池领域取得新进展,可有效提高电池转化效率。  

太阳能转化效率是指利用光伏技术将太阳光能量转化成电能的比例。在研究中发现,分级带隙钙钛矿设备可以实现18.4%的稳定转化效率,最高峰值可以达到26%。典型的太阳能硅板最高转化效率可以达到20%,但是稳定转化效率较低。

有机 - 无机卤化物钙钛矿材料已经成为常规硅太阳能电池构造块最受欢迎的替代品。由于它们不仅具有高的光吸收性,而且具有较长的漫射长度,可以得到高功率转换效率。利用钙钛矿的单带隙特性以及串联的设计方案,可以获得性能优良的太阳能电池。通过在分级带隙太阳能电池中使用矿物钙钛矿实现了21.7%的稳定转化效率。研发人员设计了新型太阳能电池配置。电池是基于两个钙钛矿结构之上,包括氮化镓、单层六方氮化硼和石墨烯气凝胶。石墨烯气凝胶位于钙钛矿吸收层下面的空穴传输层中,在提高太阳能电池性能方面发挥了重要作用。首先,其可以作为钙钛矿的湿气屏障(湿气可以降低电池性能/稳定性)。其次,其高表面积特性有利于促进粗大且高透明的钙钛矿颗粒的连续生长,可提高转换效率。最后,其还可以有效改善空穴传输层成分的均匀性,可提高转换效率。  

一般而言,硅基太阳能电池成本高、工艺比较复杂、需要高真空的干净空间;而钙钛矿电池在传统湿法化学实验室便可以生产。钙钛矿太阳能电池凭借这些优势,成为硅基太阳能电池在商业上最具吸引力的替代品。如果钙钛矿电池在效率方面能够充分发挥它们的潜力,并且可以可靠地大规模生产,那么它们便很有可能取代硅。

研发人员表示,钙钛矿电池可以获得更高的转化效率,并且钙钛矿材料生产成本较低,太阳能电池生产工艺简单,打开了柔性基板的大门。

动态链接:http://www.llnl.gov/news/mineral-increases-solar-cell-efficiency

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