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《砷化镓太阳电池转换效率新记录 28.9%!》

  • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2018-07-23

  • 汉能控股集团有限公司子公司、专业砷化镓光伏制造商Alta Devices创下了28.9%的太阳能电池转换效率新记录并获得了国家可再生能源实验室的认证。

    Alta Devices一直是砷化镓太阳能电池效率的世界纪录保持者。通过使用金属有机化学气相沉积工艺以及外延剥离技术，公司制造出可用于特殊用途的柔性轻型太阳能薄电池。

    Alta Devices创始人之一、加州理工学院的Harry Atwater教授表示，“这类设备的新记录是一个里程碑，因为单结电池是典型的太阳能电池。Alta打破了自己创造的记录这个事实也很重要，因为还有许多团队一直在积极尝试打破这一纪录。”

    据称，创下新记录的电池是首个使用“内部发光提取”技术开发的电池，Alta藉此创造了新纪录。发光提取是指内部光子从太阳能电池正面表面逃逸，电池背面发射降至最低以提高转换效率的技术。

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    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
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    • 最新消息：洛桑联邦理工学院(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)共同创造了钙钛矿-硅叠层光伏电池新的世界纪录，达到31.3%。 钙钛矿是一种具有很强光-电转换效率的材料结构，应用广泛关注度高。光伏领域是钙钛矿结构材料的主要应用领域之一，钙钛矿太阳电池是第三代高效薄膜电池的代表。钙钛矿结构可设计性强，具有非常好的光伏性能，是光伏近年来的热门研究方向。 钙钛矿-硅叠层光伏电池新的效率世界纪录，达到31.3% 业内预计未来通过使用新型材料的钙钛矿太阳电池器件的转换效率最高能达到50％左右，是目前商业化的太阳电池转化效率的2倍左右。 目前，单结PSCs当前最高转换效率达25.7%，理论转化效率可达31%。单结PSCs指只有一个PN结的钙钛矿太阳电池，多结PSCs指有多个PN结的钙钛矿太阳电池，多结的PSCs光谱吸收效果更好、效率更高，但成本也更高。 资料显示，钙钛矿带隙宽度可调，可制备高效叠层电池。钙钛矿可制备2结、3结及以上的叠层电池，其中2结叠层电池有钙钛矿-钙钛矿和钙钛矿-晶硅叠层电池两种，转换效率可提高到40%左右，3结及以上钙钛矿叠层电池的理论转换效率更是能达到50%左右。 如果说HJT、TOPCon是太阳电池产业化发展到第三阶段的代表，而钙钛矿-异质结、钙钛矿-TOPCon叠层电池是第四阶段的支柱。美国NREL：碲化镉、钙钛矿技术可显著降低光伏碳强度 今年6月，澳大利亚国立大学Klaus Weber，北京大学周欢萍以及晶科能源Peiting Zheng等人使用隧道氧化物钝化接触（TOPCon）结构的晶硅电池作为底部电池，以及钙钛矿薄膜作为顶部电池，制备了单片钙钛矿/TOPCon叠层器件。该器件的效率为27.6%，相关工作发表于《Advanced Energy Materials》。 虽然当前市场的主流技术路径仍是PERC，未来2-3年PERC可能仍为市场主流，但其产线扩张已进入尾声。随着异质结（HJT）、TOPCon设备的成熟，太阳电池将逐步进入第三阶段和第四阶段。
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  • 《25.6%！钙钛矿太阳电池最高效率刷新》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2022-08-03
    • 8月1日，中国科学院官网发布一则报告称，中国科学院半导体所研究员基于获得的高稳定性、光吸收扩展的钙钛矿材料，研制出认证效率为25.6%的钙钛矿太阳能电池，为目前公开发表的单结钙钛矿太阳能电池世界最高效率。 图2. A、第三方权威机构美国Newport认证书，认证效率为25.6%，插图为认证效率曲线； B、有无稳定二次相PIRC器件放置的电流-电压曲线； C、有无稳定二次相PIRC器件在85oC加速老化下的稳定性。 原文如下： 钙钛矿太阳能电池具有成本低、光电转换效率高等优点。经过十多年的快速发展，钙钛矿单结电池效率已超过25%，基于钙钛矿的多结叠层电池效率已超过30%，钙钛矿太阳能电池被认为是未来颇具应用潜力的光伏技术之一。 光电转换效率是太阳能电池的核心指标之一，为实现高效率的钙钛矿太阳能电池，常采用可与钙钛矿形成I型异质结能级结构的二次相碘化铅（PbI2）来阻挡载流子在多晶钙钛矿晶界或表面缺陷处复合。此前，中国科学院半导体研究所发现基于二次相PbI2的钙钛矿电池较难兼顾效率和稳定性（Advanced Materials，2017,29,1703852），原因在于PbI2二次相的存在或提供了钙钛矿分解以及离子移动通道，使钙钛矿材料以及电池器件长期稳定性较差，且易产生较大的电滞。因此，如何设计稳定的二次相，既能实现钝化钙钛矿缺陷，又能获得稳定的钙钛矿吸光材料，从而实现既高效又稳定的钙钛矿太阳能电池是当前该领域的重要课题之一。 近日，半导体所研究员游经碧带领团队发现，通过在钙钛矿材料中引入少量氯化铷（RbCl），可将常见的引起钙钛矿不稳定的二次相PbI2转化成为全新的热稳定性和化学稳定性好的(PbI2)2RbCl（简称PIRC）（图1A、B）。 图1.A、具有PIRC二次相钙钛矿的扫描电子显微镜照片；B、有无PIRC的钙钛矿薄膜X射线衍射图谱（插图为局部放大图）；C与D分别为有无PIRC的钙钛矿电导与温度关系图。 研究实现了85oC条件下钙钛矿材料热稳定性大幅度提升，同时钙钛矿材料的离子迁移势垒提高了3倍，离子迁移得到有效抑制（图1C、D）。 此外，研究发现通过抑制PbI2消除了钙钛矿/PbI2界面的强限域导致的能带变大问题，减小了钙钛矿材料的带隙，扩展了对太阳光吸收范围。基于获得的高稳定性、光吸收扩展的钙钛矿材料，该团队研制出认证效率为25.6%的钙钛矿太阳能电池（图2A），为目前公开发表的单结钙钛矿太阳能电池世界最高效率。 电池器件1000小时放置和85摄氏度加速老化分别保持初始效率的96%和80%（图2B、C）。该工作同时实现了钙钛矿太阳能电池的高光电转换效率和高稳定性，为钙钛矿电池的进一步发展以及产业化奠定了坚实的基础。 相关研究成果以Inactive (PbI2)2RbCl stabilizes perovskite films for efficient solar cells为题，发表在Science上。研究工作得到国家重点研发计划、国家相关人才计划、中国科学院创新交叉团队、国家相关人才计划、中南大学、北京市科学技术委员会，以及中南大学、上海同步辐射光源、武汉大学等的支持。
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