新加坡团队开发出功率最高的钙钛矿电池

2020年07月18日

热共蒸发法可制备尺寸为21cm2的太阳能电池组件,转换效率为18.1%。

新加坡团队开发出功率最高的钙钛矿电池

新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的一组研究人员制造出了一种钙钛矿太阳能微型组件,它记录了任何大于10 cm2的钙钛矿型器件中最高的功率转换效率。

研究人员报告说,他们采用了一种被称为“热共蒸发”的普通工业涂层技术,并发现这种技术可以制造21平方厘米大小的太阳能电池组件,其功率转换效率达到创纪录的18.1%。这是可伸缩钙钛矿太阳能电池的最高记录值。

热蒸发是目前用于生产包括有机发光二极管(OLED)电视在内的电子产品的既定涂层技术。

安娜丽莎布鲁诺,南大能源研究所的高级科学家(埃里@N)科学期刊Joule.c.解释了大规模采用钙钛矿太阳能电池组件的障碍:“迄今为止,在实验室中,使用基于溶液的技术,实现了尺寸远小于1 cm2的最佳钙钛矿太阳能电池,叫做“旋涂”。然而,当在大表面上使用时,这种方法会导致钙钛矿太阳能电池的功率转换效率较低。这是由于固有的局限性,包括缺陷和大面积的不均匀性,使得工业制造方法具有挑战性,”她说。

“通过利用热蒸发形成钙钛矿层,我们的团队成功地开发出了钙钛矿太阳能电池,其功率转换效率达到了10 cm2以上的最高记录。

“我们的工作证明了钙钛矿技术与工业过程的兼容性,以及其进入市场的潜力。这对新加坡来说是个好消息,因为新加坡正寻求增加太阳能的使用以满足其电力需求。”

研究员埃里@N第一作者,贾莉说,“我们首次展示了共蒸发钙钛矿太阳能电池的优异的可扩展性。这一步将加速这项技术从实验室向工业的转变。”

利用彩色钙钛矿太阳能电池获得更多的表面积

利用同样的技术,研究人员随后制造出彩色半透明的钙钛矿太阳能电池和微型模块,在不同颜色的范围内实现了类似的功率转换效率测量。

这些结果证明了热蒸发法在生产各种钙钛矿基太阳能器件方面的多功能性,以用于各种光电应用。

该论文的另一位作者、NTU副总裁(战略与合作伙伴关系)Subodh Mhaisalkar说,这一发现为新加坡和其他国家的城市环境打开了大门,使其比以往任何时候都能更有效地利用阳光。

太阳能微型组件可以用在摩天大楼的外墙和窗户上,而目前的硅太阳能电池板是不可能实现的,因为它们不透明且遮光。南洋理工大学能源研究所执行主任Mhaisalkar说:“建筑业主将能够在建筑设计中采用半透明彩色太阳能电池,在不损害建筑美观的前提下获得更多的太阳能。”(埃里@N).

新加坡国立大学(NUS)新加坡太阳能研究所(SERIS)执行长阿明•阿伯勒(Armin Aberle)提供了一个独立的观点,他说:“这项工作首次展示了通过工业兼容工艺制造的高效大面积钙钛矿太阳能电池。我们正与NTU密切合作,在新加坡开发30%高效钙钛矿硅串联太阳能电池。”

NTU的研究小组现在正在研究如何整合钙钛矿和硅太阳能电池来制造一个串联太阳能电池。这种配置采用成本效益高、可扩展的工艺制造,可大幅提高单位面积太阳能发电量,同时保持较低的生产成本。

“高效热蒸发钙钛矿太阳能电池和微型模块”,作者:Jia Li等人,焦耳,2020年4月2日。

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