最初发表在《太阳之恋》上。
Helmholz-Berlin报道，一种新型的具有整体钙钛矿和硅的串联太阳能电池已经产生了创纪录的发电效率。
“来自柏林的Helmholtz-Zentrum和来自瑞士洛桑ÉcolePolytechniqueFédéralede Lausanne的团队，是第一个成功地将硅异质结太阳能电池与钙钛矿太阳能电池整体集成到串联装置中的团队。”
THZB报告说，这种混合串联电池的效率为18％，虽然不是最高的太阳能电池效率等级，但这是这种特定类型电池体系结构的最高报道值。
据说有机无机钙钛矿材料代表了正在进行的太阳能电池研究的一大进步。钙钛矿型太阳能电池的效率不断提高的报道不断，据报道，钙钛矿型太阳能电池可以由溶液制成，并且可以经济有效地印刷在较大的表面积上。
异质结硅电池为串联电池提供了基础。在该底部电池上沉积了一层非常薄的透明二氧化锡，然后沉积了500 nm的钙钛矿以及200 nm的螺-OMeTAD空穴导体材料。薄MO3用作该空穴导体和ITO透明顶部电极之间的保护层。图片：S.阿尔布雷希特/ HZB
解释串联电池技术
已知钙钛矿层有效吸收光谱的蓝色区域中的光。但是，将它们与转换长波长红光和近红外光的硅层结合起来已被证明是困难的。
HZB写道：“这是因为对于高效钙钛矿电池，通常需要将钙钛矿涂覆到必须预先在约500摄氏度下烧结的二氧化钛层上。然而，在如此高的温度下，覆盖在硅异质结中的晶体硅晶片的非晶硅层会退化。”
这个项目的团队由HZB硅光伏研究所的Bernd Rech教授和Lars Korte博士领导，与HZB的PVcomB以及法国洛桑联邦理工学院的Michael Graetzel教授领导的小组合作。
该小组是第一个制造这种整体式串联电池的人，在低温下沉积了一层二氧化锡-代替了标准的二氧化钛。然后将钙钛矿薄层旋涂到该中间层上，并用空穴导体材料覆盖。此外，设备架构中的关键要素是透明的顶部触点。通常，通过溅射来沉积金属氧化物，但这会破坏敏感的钙钛矿层以及空穴导体材料。因此，HZB的团队修改了制造工艺，并加入了透明保护层。
了解钙钛矿
许多化学研究人员认为，钙钛矿为高效，低成本的太阳能电池新时代打开了大门。如果这是真的，那么对光伏市场和太阳能行业的经济影响将在世界范围内感受到。
正如CleanTechnica的Tina Casey所说：“钙钛矿很容易合成，它们独特的晶体结构使其非常适合开发能超过当前金标准（即硅）的高效太阳能电池。”
18％和高开路电压
根据这项研究，该串联细胞的效率水平达到18％，比平整细胞的效率高出近20％。开路电压为1.78伏。该论文的主要作者史蒂夫·阿尔布雷希特（Steve Albrecht）博士说：“在这种电压水平下，这种材料的结合甚至可以用于从阳光中产生氢。”该论文现已发表在《能源与环境科学》杂志上。
附加的光捕获结构可以提高效率
目前，钙钛矿-硅串联电池正在抛光的硅晶片上制造。硅光伏研究所硅异质结太阳能电池组负责人拉尔斯·科特博士说，如果晶片表面使用光捕获功能（例如随机金字塔）进行纹理化，效率可能会发生巨大变化。她补充说：“效率可能会进一步提高到25％甚至30％。”
除了发现阶段之外，还可以集成到现有的硅技术中
Bernd Rech教授指出，将技术集成到现有技术中比使效率最大化更为重要。
“硅技术目前占据着90％的市场，这意味着有许多成熟的硅电池生产设施。钙钛矿层可以大大提高效率水平。为了实现这一点，仅需增加一些生产步骤即可补充制造技术。因此，我们的工作对工业界也非常有趣。但是，钙钛矿型太阳能电池的长期稳定性和铅含量问题仍需要在未来的研究中解决。”
图片通过HZB
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