新加坡国立大学开发太阳能电池技术 使功率转换效率达到23.6%

Elisha 盖世汽车2022-1-25 14:24:20
这一研究成果实现了重大飞跃,接近传统硅太阳能电池26.7%的功率转换率。

盖世汽车讯 据外媒报道,新加坡国立大学(NUS)的研究团队,使由钙钛矿和有机材料制成的太阳能电池在能量转换效率方面创下了新纪录。这项技术突破为制造柔性、轻量、低成本和超薄光伏电池铺平了道路,有望为汽车、船舶、百叶窗和其他应用提供理想动力。

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(图片来源:新加坡国立大学)

主要研究人员、新加坡国立大学化学与生物分子工程系的Hou Yi教授表示:“太阳能电池的高功率转换效率,对于在有限面积内产生更多的电能,具有重要意义。这反过来又降低了产生太阳能的总成本。”

新加坡国立大学化学与生物分子工程系研究员 Dr. Chen Wei表示:“这项研究的主要目标是提高钙钛矿/有机串联太阳能电池(perovskite/organic tandem solar cells)的功率转换效率。在最新的工作进展中,研究人员已证明其功率转换效率可达到23.6%,这是目前此类太阳能电池实现的最佳性能。”

目前,其他关于钙钛矿/有机串联太阳能电池的研究报告,大约可达到20%的功率转换效率。相比之下,这一研究成果实现了重大飞跃,接近传统硅太阳能电池26.7%的功率转换率,这是当前太阳能光伏市场中占主导地位的技术。

这项研究是与香港大学(University of Hong Kong)和南方科技大学(Southern University of Science and Technology)的研究人员合作进行的。

太阳能领域新趋势

近年来,作为一种可持续性能源,太阳能电池技术取得了巨大进展。太阳能电池的可靠性、效率、耐用性和价格,对全球太阳能项目的商业潜力及大规模实施具有重要影响。

太阳能发电厂中使用的传统太阳能电池基于单结架构。在工业生产过程中,单结太阳能电池的实际功率转换效率被限制在27%左右。推动太阳能生产的前沿发展,需要新型太阳能电池解决方案,以提供更好的功率转换表现。

为了将太阳能电池的功率转换效率提高到30%以上,需要堆叠两个或多个吸收层(多结电池)。使用两种不同类型的光伏材料制造串联太阳能电池,是一个热门研究领域。

在最新项目中,该团队在钙钛矿/有机串联太阳能电池领域开辟了新天地。其发现为制造轻巧且可弯曲的薄膜串联太阳能电池打开了大门,这种电池可能具有广泛的应用。

电力转换效率的突破

串联太阳能电池包括通过互连层(ICLs)电连接的两个或多个子电池。ICL在决定设备的性能和再现性方面起着关键的作用。有效的ICL应该具有化学惰性、导电性和光学透明性。

虽然钙钛矿/有机串联太阳能电池对下一代薄膜光伏很有吸引力,但其效率落后于其他类型的串联太阳能电池。为了解决这项技术挑战,该团队开发了一种新颖而有效的ICL,可降低串联太阳能电池的电压、光及电损耗。这一创新可明显提高钙钛矿/有机串联太阳能电池的效率,实现了23.6%的功率转化率。

研究人员表示,这项研究展现了钙钛矿基串联太阳能电池在未来光伏技术商业应用中的巨大潜力。在这项新发现的基础上,希望进一步改善串联式太阳能电池的性能,并扩大这项技术的应用范围。