科学家们多年来一直在研究钙钛矿技术，但最近的进展使人们对商业规模的串联模块的潜力感到兴奋。据德国亥姆霍兹联合会表示，德国柏林亥姆霍兹中心(HZB)科学家称，他们生产出一种钙钛矿/硅串联太阳能电池，可将32.5%的入射太阳光转化为电能——光电效率高达32.5%，创下新的世界纪录。
串联太阳能电池结构
研究负责人史蒂夫·阿尔布雷希特领导的团队使用了一种先进的钙钛矿结构，并对界面进行了非常巧妙的修饰，以减少载荷子的损失。底部电池由硅制成，顶部电池由过氧化物制成。顶部电池利用蓝光成分，底部电池转换光谱中的红色和近红外成分。不同的薄层有助于最佳地利用光，并最大限度地减少电损耗。最终，界面和光学方面的改进实现了最高光电压(开路电压)，最终使电池创下32.5%的光电转化效率新纪录。
串联太阳能电池通过分割光谱和优化光谱的每个部分来提高太阳能电池的效率。根据HZB的公告，意大利认证机构欧洲太阳能测试装置(ESTI)测试并正式确认了这一纪录。此外，根据美国国家可再生能源实验室(NREL)保存并定期更新的图表，这也是目前所有新兴光伏技术中效率最高的。
NREL更新的图表
因为钙钛矿本身所具有的一些优势，如实验效率提升速度快、储量丰富、有被回收的潜力、制造工艺相对简单，随着研究人员们对它的研究不断深入，串联太阳能电池光电转化效率纪录也在不断被打破。2021下半年，HZB团队通过周期性纳米织物实现了29.8%的光电转化效率；2022年夏天，瑞士洛桑高等理工学院首次报告超过30%的光电转化效率——他们研制出的串联电池的光电转化效率达到31.3%。
现在，HZB再次刷新了这一纪录。阿尔布雷希特表示：“这是一个我们几个月前没有预见的巨大飞跃。我们对新纪录感到非常兴奋，因为它表明钙钛矿/硅串联技术在促进可持续能源供应方面非常有前景。”
不过根据Graybeal的说法，制造钙钛矿中使用的低温工艺意味着能源投资回收期比最先进的光伏技术更短。但是，关于钙钛矿寿命，降解和稳定性的问题迫在眉睫。证明串联电池的长期可靠性需要数年时间，并且需要对钙钛矿的失效模式和降解路径有很好的了解。
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