24%！新型钙钛矿光伏电池效率再创新高 厚度仅为1μm

据报道，德国伍珀塔尔大学(University of Wuppertal)的研究人员近期研发了一种具有低界面损耗和高开路电压的有机钙钛矿太阳能电池。

该器件的开路电压为2.15 V，短路电流为14.0 mA cm2，填充因子为80%。

最值得骄傲的是，这种新型钙钛矿有机串联太阳能电池的光电转换效率达到了24%，创下世界新纪录，而它的厚度仅为1μm。

研究人员Kai Brinkmann表示，“我们的太阳能电池可以在人们能想到的几乎任何光滑的基板上加工——从建筑物正面到车顶、手机背面，到塑料箔，甚至可以集成到衣服中。”

众所周知，传统的太阳能电池技术主要基于半导体硅，现在被认为是“已经达到性能极限”了。因此，开发新的太阳能技术，为能源转型做出决定性贡献，这一点非常重要。上述研究成果已于近期发表在了《自然》杂志上。

在新研究中，研究人员结合了两种替代吸收材料。他们使用了有机半导体，这是一种在特定条件下可以导电的碳基化合物。然后与基于铅卤化合物的钙钛矿搭配，它们具有优异的半导体性能。

由于阳光由不同的光谱成分(即颜色)组成，因此高效的太阳能电池必须将尽可能多的阳光转化为电能。这可以通过所谓的串联电池来实现，其中不同的半导体材料组合在太阳能电池中，每种材料吸收不同范围的太阳光谱。

据了解，在目前的研究中，有机半导体用于光的紫外和可见光部分，而钙钛矿可以有效地吸收近红外光。过去已经探索过类似的材料组合，但现在研究团队成功地提高了它们的性能。

研究人员解释称，为了实现如此高的转化效率，必须将太阳能电池内材料之间的界面损失降到最低。为了解决这个问题，科学家们开发了一种所谓的“互连体”，将有机子电池和钙钛矿子电池以电子和光学方式耦合起来。

作为互连，一层薄薄的氧化铟被集成到太阳能电池中，其厚度仅为1.5纳米，以尽可能降低损耗。模拟结果表明，未来可以通过这种方法实现效率超过30%的串联电池。

研究人员说，“在我们开始这个项目的时候，世界上最好的钙钛矿/有机串联电池的效率约为 20%。而现在，我们的效率是24%，模拟试验表明，我们的概念应该可以让我们的效率超过30%。”

（文章来源：财联社）

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