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38.39%的轉換效率：高效無機鈣鈦礦串聯(lián)光伏電池的研究突破

發(fā)布時間：2024-01-29 來源：元祿光電

最近，孟加拉國文科大學和東南大學共同發(fā)表了一篇名為“Perovskite/CIGS串聯(lián)光伏電池：通過計算模型優(yōu)化協(xié)同效應”的研究論文。該論文的主要目的是提高光伏電池的轉化效率。

為了實現(xiàn)這一目標，研究人員重點對Perovskite和CIGS兩種不同類型的太陽能電池進行了優(yōu)化。他們運用計算模型預測并優(yōu)化這些電池的性能，從而提高其轉換效率。通過一系列的設計、模擬和優(yōu)化，他們成功地制造出了一種轉換效率高達38.39%的串聯(lián)光伏電池。

提出的串聯(lián)太陽能電池設計方法

這種新型高效串聯(lián)光伏電池由兩個部分組成：一個基于CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3（鈣鈦礦）的頂部電池和一個基于CIGS的底部電池。頂部電池主要采用寬帶隙無鉛無機CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3鈣鈦礦作為吸收層，以利用其獨特的特性；底部電池則選用p型CIGS作為吸收劑，并通過合適的HTL（Spiro-OMeTAD）提供合適的價態(tài)和導帶分布偏移，TiO2作為ETL則可以提供低成本、低生態(tài)毒性、優(yōu)異的光學性能和化學穩(wěn)定性。

擬議的頂部電池 (a) 和底部電池 (b) 在標準 1.5G AM 日照下照明

在設計和模擬過程中，研究人員首先對兩個子單元進行了獨立模擬。頂部電池使用AM1.5G標準光譜進行模擬，底部電池則使用濾波后的光譜進行優(yōu)化。通過優(yōu)化吸收層厚度，研究人員成功匹配了兩個電池的電流匹配點。最終，他們的計算建模和仿真結果提供了優(yōu)化的電池結構，顯示出出色的整體性能。

所提出的串聯(lián)電池結構在標準 1.5G AM 光譜下照明的性能分析

這項研究表明，他們所提出的串聯(lián)結構的性能優(yōu)于新文獻中所述的性能矩陣。這一成果不僅提高了光伏電池的轉換效率，也為未來的低成本且高效的無機鈣鈦礦串聯(lián)光伏電池的開發(fā)和生產(chǎn)提供了新的思路。這不僅對于光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義，也為全球可持續(xù)能源發(fā)展提供了新的可能。

這項研究的成功得益于孟加拉國文科大學和東南大學的研究人員對鈣鈦礦和CIGS太陽能電池的深入了解、先進的計算模型的應用以及他們的辛勤努力。這種新型高效串聯(lián)光伏電池有望帶領未來的太陽能技術革新，推動光伏行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，同時也將為全球可持續(xù)能源發(fā)展作出重要貢獻。

總之，這項研究是一項具有突破性的成果，它將為未來的光伏技術的發(fā)展帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。我們應該繼續(xù)關注這種新型高效串聯(lián)光伏電池的進一步研究和應用，以推動全球能源可持續(xù)發(fā)展。

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