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英國(guó)《自然能源》（Nature energy）雜志近日發(fā)表的最新研究成果顯示，一個(gè)國(guó)際聯(lián)合團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功制造出鈣鈦礦/硅雙層單片電池。在室外條件下，雙面串聯(lián)太陽(yáng)能電池的效率超過了任何商業(yè)硅太陽(yáng)能電池板。這也是首次通過實(shí)驗(yàn)清楚地證明了雙面串聯(lián)器件優(yōu)越的性能。

鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池是以鈣鈦礦型有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體為吸光材料的第三代太陽(yáng)能電池。具有成本低、光電轉(zhuǎn)換效率高、商業(yè)潛力大等特點(diǎn)。

研究小組分析了在各種真實(shí)光照和反照率條件下獲得最佳電流匹配所需的鈣鈦礦帶隙。新型雙面系列太陽(yáng)電池的主體由硅層和鈣鈦礦層組成，并與許多其它化合物相結(jié)合。由于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的禁帶較窄，透明背電極的器件結(jié)構(gòu)依賴于反照率來增強(qiáng)底部電池和鈣鈦礦頂部電池的電流產(chǎn)生。

此外，該團(tuán)隊(duì)還首次報(bào)告了在單面am1.5g（太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試參考光譜）陽(yáng)光下，經(jīng)認(rèn)證的雙面串聯(lián)配置，功率轉(zhuǎn)換效率大于25%，室外實(shí)驗(yàn)場(chǎng)發(fā)電密度可達(dá)26mwcm-2。通過對(duì)比不同反照率下的性能，研究團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論：利用環(huán)境中的漫反射，雙面單片鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的性能優(yōu)于單面鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池。

研究人員說，串聯(lián)裝置的復(fù)雜性是主要挑戰(zhàn)。這項(xiàng)研究涉及14種材料，每種材料都必須經(jīng)過“完美優(yōu)化”。

雖然傳統(tǒng)的串聯(lián)太陽(yáng)能電池也可以通過吸收額外波長(zhǎng)的光來轉(zhuǎn)化為電能，但科學(xué)家們已經(jīng)證明，使用雙面串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以超過目前公認(rèn)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的性能極限。這種由傳統(tǒng)的硅襯底和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)組成的新系統(tǒng)，不僅可以收集更多的能量，而且可以捕獲大量從地面反射和散射的廢光，從而提高串聯(lián)太陽(yáng)能電池的效率。