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纳米新材料可使光伏电池效率接近27%

发布日期:2021/5/27


      荷兰代尔夫特理工大学的研究人员在《自然·能源》杂志发表文章,宣布已经开发出一种很有前途的新型太阳能电池透明顶层。


     太阳能电池的效率会受到物理性质的约束,在正常的阳光条件下,太阳能转换效率最高可能是33%,这个极限被称为“肖克利-奎伊瑟极限”('Shockley–Queisser limit)。实际上,适合大规模生产的材料的太阳能电池不可能达到上述最高效率水平,由普通材料(硅)制成的太阳能电池最高转化率可达27%左右,但实际应用中光伏电池效率约20%左右。



     科学家们正在开发基于纳米晶体的透明材料,将其作为传统太阳能电池的顶层,使太阳能电池的转换效率接近27%。科学家们设计了由硅纳米晶体组成的顶层,改进了太阳能电池的三个基本特性:透明性、导电性和钝化性。



     透明度是光伏电池至关重要的属性,确保将太阳的能量转换成可用的电能。良好的导电性也是至关重要的,使产生的电荷以一种有效的方式传输,尽量减少损失。同时,太阳能电池的顶层需要在一种称为钝化的特殊性能上表现良好,尽可能减少太阳能电池内正负电荷载流子的复合。



     据该研究的作者之一、代尔夫特理工大学光伏材料专家鲁迪·桑伯格(Rudi Santbergen)表示,这些实验结果可与全球实验室生产的最佳晶硅电池相媲美。新开发的顶层可以使太阳能电池效率达到24-26%,非常接近27%这个现实世界的光伏最高效率。



来源:国际能源小数据

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