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| 美國科學(xué)家組合單晶硅和鈣鈦礦制新型太陽(yáng)能電池，效率或超35% |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-03-30 09:59:46 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）美國麻省理工學(xué)院(MIT)和美國斯坦福大學(xué)的研究人員聯(lián)合試制出了由單晶硅太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池層疊而成的串聯(lián)結構的太陽(yáng)能電池。雖然轉換效率還不夠高，只有13.7%，但雙方制定了轉換效率達到29%的目標，“最終還有可能超過(guò)35%”。如果目標得以實(shí)現，這有可能成為轉換效率高且制造成本低的太陽(yáng)能電池。
最近幾年，鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池的性能顯著(zhù)提高，2014年有報告稱(chēng)轉換效率達到了20.1%。由于材料費低，制造工藝也簡(jiǎn)單，因此將來(lái)有可能給太陽(yáng)能電池市場(chǎng)帶來(lái)巨大影響。
不過(guò)，對鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池而言，可用于發(fā)電的光波長(cháng)區域稍偏向于短波長(cháng)區。而對現在主流的太陽(yáng)能電池——硅類(lèi)太陽(yáng)能電池而言，長(cháng)波長(cháng)的可見(jiàn)光和近紅外線(xiàn)更有助于發(fā)電。因此，研究人員之間普遍認為：將兩者組合起來(lái)，可以使用更廣泛波長(cháng)的光和近紅外線(xiàn)，能實(shí)現效率遠超過(guò)現有硅類(lèi)太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池。
最早嘗試將兩者組合在一起的是MIT。MIT試制出了頂層單元采用鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池、底層單元采用單晶硅太陽(yáng)能電池的串聯(lián)結構的太陽(yáng)能電池。
據MIT介紹，以前也有將鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池和硅類(lèi)太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)單重疊的例子，但是分別導出電力。這次是第一次將兩種太陽(yáng)能電池做成一個(gè)整體元件。
不過(guò)，試制出的串聯(lián)結構的太陽(yáng)能電池的轉換效率只有13.7%。論文中指出，轉換效率低的原因是：(1)MIT等制作的單晶硅太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池因元件優(yōu)化不充分，各太陽(yáng)能電池的單體性能都很低，(2)鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池中的電流特別小，整個(gè)元件的電流值有限等。關(guān)于(1)，單晶硅太陽(yáng)能電池單體的轉換效率為13.8%，鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池單體的轉換效率為13.5%。
MIT認為此次試制的串聯(lián)結構太陽(yáng)能電池還有發(fā)展空間：如果采用優(yōu)化技術(shù)，使各太陽(yáng)能電池達到最高效率，那么此次串聯(lián)結構太陽(yáng)能電池的轉換效率將達到29.0%。
目前面臨的課題是：鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池作為主要材料之一使用鉛(Pb)以及鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池容易劣化、元件壽命較短。不過(guò)，最近的研發(fā)正在尋找Pb替代材料和改善壽命。
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