科学家开发出打破效率纪录的钙钛矿-硅太阳能电池

科学家们已经打破了串联型硅-钙钛矿太阳能电池的效率纪录–首次超过了30%的里程碑。这项新纪录使该技术超越了单独使用硅的上限，另外，它使用的还是低成本和可扩展的材料。

长期以来，由于效率、耐用性、成本和易于制造的坚实组合，硅一直主导着太阳能电池行业。几十年的技术进步不断提高了这些太阳能电池的效率，但随着目前的设备接近材料的理论极限–29.4%，这种材料已经没有多少增长空间了。

虽然钙钛矿作为一种替代品正在迅速崛起，但这并不意味着硅被取代。相反，这两种材料配合得非常好，并吸收不同波长的光–硅擅长红光和红外光，而钙钛矿最注重光谱的绿色和蓝色部分。

这意味着串联硅-钙钛矿太阳能电池有可能达到比两者单独实现的更高的效率。2018年的效率纪录是25.2%，然后在2020年被两次打破，达到27.7%，然后是29.15%。2021年的另一个进步则将其推到了30%。

而现在，这一里程碑已被首次跨越。EPFL和CSEM的研究人员使用两种不同的设计并开发了具有高效率的串联硅-钙钛矿太阳能电池。

第一种包括从液体溶液中沉积到光滑的硅表面上的钙钛矿层，对于一个尺寸为1平方厘米的测试电池，其效率达到了30.93%；第二种使用混合蒸汽和液体溶液技术将钙钛矿沉积到有纹理的硅表面，这能使1平方厘米的太阳能电池达到31.25%的效率。

研究人员称，他们将需要进一步的工作以调查这些设计如何能扩大到更大的表面并对其寿命展开检查。

EPFL团队的首席研究员Christian Wolff说道：“据说串联硅上钙钛矿技术有可能超过30%的效率基准，但这是第一次证明这种长期预测的潜力，这应该有希望为未来更便宜的可持续电力铺平道路。”