效率提高至27.2%！英国成功研发高效率钙钛矿-硅晶太阳能电池

发布日期：2018/7/3

       太阳能技术日新月异，光电转换效率纪录每隔几周又会再翻新，象是最近英国太阳能公司OxfordPV便透过钙钛矿-硅晶太阳能技术，将效率提高至27.2%。

       硅晶太阳能为当前产业首选技术，便宜、高效又稳定的优势让太阳光电成为最受欢迎的再生能源，但以目前已大规模商业化的技术而言，其转换效率预期很难超过25%，因此科学家一直在寻找另一个太阳能明日之星。

       钙钛矿则是太阳能领域后起之秀，光电转换效率在9年内增加到可与硅晶太阳能媲美的22%，近年来科学家更为了寻求突破与新材料，纷纷将钙钛矿与硅晶太阳能相结合，让原本处于市场竞争关系的太阳能电池材料握手言和，打造新型太阳能电池。

       英国OxfordPV便以此技术成功研发出1cm2大小的高效率钙钛矿-硅晶太阳能电池，该效率除了获得德国Fraunhofer太阳能系统研究所（ISE）认证，也突破单一接面式（SingleJunction）硅晶太阳能电池26.7％的纪录。

       该公司并不期望能将单一太阳能材料效率最大化，反而利用钙钛矿与硅晶电池各自优缺点与不同能隙特性，试图将钙钛矿-硅晶太阳能电池转换效率跃升至30%以上。

       理论上，由于钙钛矿与硅晶材料能隙宽度不一，两者光吸收范围并不会重叠，因此可各司其职：钙钛矿负责吸收绿光、蓝光并转换为电能，硅则用于吸收红光与近红外光，但现实往往没那么简单，能隙重叠效应（bandgapoverlapeffect）仍将底层硅晶太阳能电池的效率砍半，大大影响整体太阳能效率。

       为研发出高效率钙钛矿-硅晶太阳能电池，该公司结合转换效率达17%与22%的钙钛矿与硅晶太阳能电池，但由于能隙重叠效应，最终转换效率比预期少11%左右。

       不过与一般硅晶与钙钛矿电池相比，转换效率27.2%已算是产业大突破。OxfordPV目前也正努力在德国生产156mmx156mm商业尺寸钙钛矿-硅晶太阳能电池，并试图出售其概念。

       OxfordPV执行长FrankAverdung指出，公司目前最大挑战不是在提升转换效率，而是要稳定其性能。由甲基氨基碘化铅（MAPbI3）制成的钙钛矿遇到湿度会有衰退问题。该公司盼能逐一突破，并希望可在2019年投入测试，并于2020年推出产品。

       OxfordPV并非世界第一个研发钙钛矿-硅晶太阳能电池团队，2018年2月美国布朗大学与内布拉斯加大学林肯分校（UNL）已如火如荼研发该技术，还想研发出不含铅的钙钛矿电池；瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）与瑞士电子和微技术中心（CSEM）组成的团队也在本月中旬将该类型电池转换效率提高到25.2%，或许业界与研究院未来达30%效率指日可待。

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