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科學家們創造了太陽能電池效率的新世界紀錄

提高太陽能電池的效率,可以使相同表面積和相同日照量產生的能量產生巨大的差異,在追求太陽能更高產量的過程中,科學家們又打破了另一項世界紀錄。

目前,人類正在使用各種不同的技術將太陽能轉換成電能。而研究人員現在已經在鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池類中達到了29.15%的效率,這只是幾種不同類型電池中的一種。

對於這類面板來說,超過30%效率的長期目標即將觸手可及。最新的實驗室測試已經領先於鈣鈦礦/硅電池目前達到的28%的最高效率。

研究人員在他們發表的論文中寫道:「將硅與金屬鹵化物鈣鈦礦配對的串聯太陽能電池,是一種很有前途的超越單電池效率極限的選擇。我們研製了一個整體(單片)鈣鈦礦/硅串聯,經認證的功率轉換效率為29.15%。」

鈣鈦礦和硅實際上是分別作為半導體材料開發的太陽能電池板:硅電池已經存在了更長的時間,目前是世界各地太陽能農場的標準。

鈣鈦礦是一個新興的挑戰者,科學家們認為它最終會在實用性方面超越硅。

這就是為什麼科學家們長期以來一直在試驗不同的鈣鈦礦化合物組合,並在本例中添加其他材料—— 硅。所謂的串聯電池實際上使用了兩種半導體,可以捕獲光譜的兩個不同部分,從紅外線(硅捕獲)延伸到可見光(由鈣鈦礦化合物捕獲)。

將鈣鈦礦和硅放在一起還有一個好處,就是這樣做並不會增加面板的製造成本。壓低價格對於太陽能技術儘快推廣非常重要。

在這項新的研究中,29.15%的效率記錄是用一個1cm×1cm(0.4inch×0.4inch)的面板來管理的,因此需要一些嚴格的放大。不過,研究小組表示,這應該是可能的。經過300小時的模擬使用,串聯電池仍保持了原來95%的效率,這是另一個有希望的跡象。

這項新紀錄實際上是在今年早些時候首次報道的,不過同行評議的論文剛剛發表,詳細介紹了這一壯舉。為了達到新的記錄,科學家使用經過特殊調整的層組合物來連接電極層和將兩種類型的電池保持在一起。

這絕對是一個值得慶祝的時刻,但科學家們並沒有就此停止:之前的研究表明,串聯太陽能電池技術應該能夠達到遠高於30%的效率,研究小組也表示「初步的想法已經在討論之中」。

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