新型柔性钙钛矿硅串联太阳能电池实现创纪录的效率
这项研究由中国科学院宁波材料技术与工程研究所的王新龙博士、郑敬明博士、应志勤博士、杨曦教授和叶继春教授领导。尽管刚性钙钛矿/硅串联太阳能电池取得了显著进展,据报道其效率高达 33.9%,但柔性钙钛矿/硅串联太阳能电池的利用仍然难以实现。这一挑战源于在保持超薄硅底电池机械柔韧性的同时提高其光吸收率的难度。
在他们的开创性研究中,研究团队成功展示了第一款基于超薄硅的柔性钙钛矿/硅串联太阳能电池,厚度约为 30 µm。通过减小晶片厚度和调整光捕获纹理的特征尺寸,他们显著提高了硅基板的灵活性,同时又不影响光利用率。此外,通过覆盖钙钛矿顶部电池,他们提高了设备的机械耐久性,从而解决了与硅表面裂缝相关的问题。
由此产生的柔性钙钛矿/硅串联太阳能电池经认证的稳定效率达到 22.8%,创下了柔性太阳能电池的效率记录。此外,该器件具有 3.12 W g −1的出色功率重量比,有望在轻量化封装中实现高性能。值得注意的是,柔性串联表现出出色的弯曲耐久性,即使在半径仅为 1 厘米的情况下经历 3,000 次弯曲循环后仍能保持其初始性能的 98.2%。
总而言之,叶吉春教授团队的突破性研究成果代表了柔性光伏技术发展的重大进展。他们的研究不仅证明了柔性钙钛矿/硅叠层太阳能电池的可行性,也为高效、轻量化太阳能电池在各个领域的实际应用开辟了新的途径。
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