半透明太陽能轉換效率破紀錄,韓國科學家透過串聯鈣鈦礦以及矽晶太陽能元件,打造轉換效率達 22% 高效太陽能電池,有機會讓窗戶不再單純是窗戶。
韓國能源研究所(KIER)研究人員指出,新型雙面鈣鈦礦-矽串聯太陽能電池,已經克服鈣鈦礦摻雜劑引起的內部分解問題,避免不期望的鋰離子擴散,降低電池效率。
團隊指出,這款半透明太陽能電池的認證效率達到 21.68%,最高效率更破紀錄達 22.02%,這是世界上效率最高的透明鈣鈦礦太陽能電池,除了效率高,也有不錯的耐用性,運行 240 小時後仍能保持 99% 以上的初始效率。
通常在傳統的鈣鈦礦太陽能電池中,會使用有機小分子 spiro-OMeTAD 作為電洞傳輸層材料,科學家解釋,團隊半透明裝置的改良之處在於,透過鋰鹽提高電導率,還能夠克服摻雜鋰鹽引起的內部降解機制。
團隊將電洞傳輸層與三氧化鉬(MoO3)緩衝層和透明導電氧化物連接起來,確保在電洞傳輸層表面形成鋰氧化物(Li2O2),優化氧化電洞傳輸層的時間,可以減輕鋰離子擴散、提高設備的穩定性。
在標準光照條件下測試,電池的功率轉換效率為 21.68%,開路電壓為 1,139 V,短路電流密度為 23.74 A-cm2,填充因子為 80.1%。在黑暗存放 400 小時後,還能夠保留約 99% 的初始效率。
之後整合進雙面鈣鈦礦-矽串聯太陽能電池中後,在背面反射光線為標準太陽光 20% 的條件下,這兩種裝置的效率分別為 31.5% 和 26.34%。
雖然說團隊採用的矽電池是轉換效率本來就很不錯的 Jusung Engineering 雙面矽異質接面(HJT)太陽能電池,但顯示出鈣鈦礦太陽能電池與矽晶太陽能相互配合,可實現超高效率。
(首圖來源:韓國能源研究所)
標題:韓國半透明鈣鈦礦太陽能效率創新高破 22%Korean scientists build semi-transparent perovskite solar cell with record-breaking efficiency of 22.02%
地址:https://www.utechfun.com/post/341959.html