当前动态:研究人员生产出钙钛矿/CIS串联太阳能电池 效率近25%

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据外媒报道，卡尔斯鲁厄理工学院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）研究人员与PERCISTAND项目的伙伴合作，生产出效率接近25%（目前该技术取得的最高值）的钙钛矿/CIS（二硒化铜铟）太阳能电池。这种材料组合重量轻且用途广泛，因此或可将这些串联太阳能电池用于车辆、便携式设备以及可折叠或卷起的设备中。

图片来源：Marco A. Ruiz-Preciado, KIT

堆叠太阳能电池可提高效率。如果每个堆叠的太阳能电池在吸收来自太阳光谱不同部分的光方面特别有效，则可以减少固有损耗并提高效率。效率是衡量入射光转化为电能的量度。由于其多功能性，钙钛矿太阳能电池为此类串联电池提供了出色的组件。使用钙钛矿和硅的串联太阳能电池的效率已达到创纪录的29%以上，远高于由钙钛矿（25.7%）或硅（26.7%）制成的单个电池。

将钙钛矿与CIS相结合以提高移动出行性和灵活性

将钙钛矿与其他材料如CIS或铜铟镓硒（CIGS）相结合，或可生产出轻巧灵活的串联太阳能电池，不仅可以安装在建筑物上，还可以安装在车辆和便携式设备上。这种太阳能电池甚至可以折叠或卷起储存，并在需要时展开，例如在百叶窗或遮阳篷上，同时遮荫和发电。

由KIT光技术研究所（LTI）和微结构技术研究所（IMT）的Marco A. Ruiz-Preciado博士和终身教授Ulrich W. Paetzold领导的国际研究团队成功生产出钙钛矿/CIS串联太阳能电池，且最大效率为24.9%（认证为23.5%）。Ruiz-Preciado表示：“这是该技术报告的最高效率，且也是近无镓的二硒化铜铟串联太阳能电池达到最高效率水平。”减少镓的量会产生大约1个电子伏特（eV）的窄带隙，非常接近串联较低太阳能电池的理想值0.96eV。

具有窄带隙的CIS太阳能电池：低溴含量的钙钛矿太阳能电池

带隙是一种材料特性，决定了太阳能电池可以吸收太阳光谱的部分以进行发电。在单片串联太阳能电池中，带隙必须使得两个电池可以产生相似的电流以实现最大效率。如果下部单元的带隙发生变化，则上部单元的带隙必须根据变化进行调整，反之亦然。

为了调整带隙以实现有效的串联集成，通常使用高溴含量的钙钛矿。然而，这通常会导致电压下降和相位不稳定。由于KIT研究人员及其合作伙伴在其串联底部使用具有窄带隙的CIS太阳能电池，因此可以使用溴含量低的钙钛矿生产上部电池，从而使电池更加稳定和高效。