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日本研发新型过氧化物太阳能电池,功率转换效率达30%!

幻启太阳能科技 10/12/2021

导读:日本科学家利用喷雾热解沉积法制造了基于氧化钛电子传输层的过氧化物太阳能电池。他们表示这种电池有可能达到30%以上的功率转换效率等级。

太阳能电池

日本研发新型过氧化物太阳能电池 功率转换效率可达30%

日本金泽大学的研究人员开发出了一种基于氧化钛(TiO2)紧凑型电子传输层(ETL)的过氧化物太阳能电池,他们声称这是迄今为止研究水平上生产的最高效的光伏器件。

他们采用了一种喷雾热解沉积(SPD)技术,这种技术一般用于有机材料在没有氧气的情况下的温度分解。众所周知,这种工艺具有优良的速率能力和高循环稳定性。在化学工业中,除了用煤生产焦炭外,还可以用石油、煤甚至木材生产乙烯、碳和化学品。

通过这种方法,科学家们在优化的氧化钛(TiO2)前接触层沉积到一组平面过氧化物太阳能电池上,温度为450℃。

学者们解释说:“在多层前接触中,孔洞阻挡/电子传输层(ETL)被认为是一个关键元素,它需要紧凑、平滑分布、无针孔,以实现高功率转换效率。”学者们补充TiO2前接触层既可以应用于单结过氧化物电池,也可以应用于过氧化物/过氧化物串联器件。

使用该前接触层构建的太阳能电池实现了1.07 V的开路电压,72%的填充因子,16.55%的效率。

太阳能电池原理

日本研发新型过氧化物太阳能电池 功率转换效率可达30%

科学家们表示他们进行的计算模拟表明,用这种配置构建的过氧化物/过氧化物串联电池的效率可以达到30%以上。

研究员Shahiduzzaman说:“这接近硅基太阳能电池的理论效率极限。”

2019年3月,金泽大学的一个单独的科学家小组使用锐钛矿和板钛矿(这是二氧化钛的两种不同变体)来提高基于过氧化物的太阳能电池的效率。据悉,这两种矿物的使用可以大大改善电子从过氧化物层中传输出去的控制。而在2019年1月,另一组日本研究人员表示,他们已经使用二氧化锡(SnO2),而不是更常用的二氧化钛,来生产过氧化物太阳能电池。

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