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38.39%的轉(zhuǎn)換效率：高效無機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)光伏電池的研究突破

發(fā)布時(shí)間：2024-01-29 來源：元祿光電

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

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員重點(diǎn)對(duì)Perovskite和CIGS兩種不同類型的太陽能電池進(jìn)行了優(yōu)化。他們運(yùn)用計(jì)算模型預(yù)測(cè)并優(yōu)化這些電池的性能，從而提高其轉(zhuǎn)換效率。通過一系列的設(shè)計(jì)、模擬和優(yōu)化，他們成功地制造出了一種轉(zhuǎn)換效率高達(dá)38.39%的串聯(lián)光伏電池。

提出的串聯(lián)太陽能電池設(shè)計(jì)方法

這種新型高效串聯(lián)光伏電池由兩個(gè)部分組成：一個(gè)基于CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3（鈣鈦礦）的頂部電池和一個(gè)基于CIGS的底部電池。頂部電池主要采用寬帶隙無鉛無機(jī)CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3鈣鈦礦作為吸收層，以利用其獨(dú)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(jià)態(tài)和導(dǎo)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(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。

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

在設(shè)計(jì)和模擬過程中，研究人員首先對(duì)兩個(gè)子單元進(jìn)行了獨(dú)立模擬。頂部電池使用AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜進(jìn)行模擬，底部電池則使用濾波后的光譜進(jìn)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(gè)電池的電流匹配點(diǎn)。最終，他們的計(jì)算建模和仿真結(jié)果提供了優(yōu)化的電池結(jié)構(gòu)，顯示出出色的整體性能。

所提出的串聯(lián)電池結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn) 1.5G AM 光譜下照明的性能分析

這項(xiàng)研究表明，他們所提出的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)于新文獻(xiàn)中所述的性能矩陣。這一成果不僅提高了光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，也為未來的低成本且高效的無機(jī)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(duì)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(xiàng)研究的成功得益于孟加拉國文科大學(xué)和東南大學(xué)的研究人員對(duì)鈣鈦礦和CIGS太陽能電池的深入了解、先進(jìn)的計(jì)算模型的應(yīng)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(lǐng)未來的太陽能技術(shù)革新，推動(dòng)光伏行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也將為全球可持續(xù)能源發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

總之，這項(xiàng)研究是一項(xiàng)具有突破性的成果，它將為未來的光伏技術(shù)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我們應(yīng)該繼續(xù)關(guān)注這種新型高效串聯(lián)光伏電池的進(jìn)一步研究和應(yīng)用，以推動(dòng)全球能源可持續(xù)發(fā)展。

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