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38.39%的轉(zhuǎn)換效率:高效無機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)光伏電池的研究突破

發(fā)布時間:2024-01-29 來源:元祿光電

最近,孟加拉國文科大學(xué)和東南大學(xué)共同發(fā)表了一篇名為“Perovskite/CIGS串聯(lián)光伏電池:通過計算模型優(yōu)化協(xié)同效應(yīng)”的研究論文。該論文的主要目的是提高光伏電池的轉(zhuǎn)化效率。


為了實現(xiàn)這一目標(biāo),研究人員重點對Perovskite和CIGS兩種不同類型的太陽能電池進(jìn)行了優(yōu)化。他們運用計算模型預(yù)測并優(yōu)化這些電池的性能,從而提高其轉(zhuǎn)換效率。通過一系列的設(shè)計、模擬和優(yōu)化,他們成功地制造出了一種轉(zhuǎn)換效率高達(dá)38.39%的串聯(lián)光伏電池。

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提出的串聯(lián)太陽能電池設(shè)計方法
這種新型高效串聯(lián)光伏電池由兩個部分組成:一個基于CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3(鈣鈦礦)的頂部電池和一個基于CIGS的底部電池。頂部電池主要采用寬帶隙無鉛無機(jī)CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3鈣鈦礦作為吸收層,以利用其獨特的特性;底部電池則選用p型CIGS作為吸收劑,并通過合適的HTL(Spiro-OMeTAD)提供合適的價態(tài)和導(dǎo)帶分布偏移,TiO2作為ETL則可以提供低成本、低生態(tài)毒性、優(yōu)異的光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。

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擬議的頂部電池 (a) 和底部電池 (b) 在標(biāo)準(zhǔn) 1.5G AM 日照下照明
在設(shè)計和模擬過程中,研究人員首先對兩個子單元進(jìn)行了獨立模擬。頂部電池使用AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜進(jìn)行模擬,底部電池則使用濾波后的光譜進(jìn)行優(yōu)化。通過優(yōu)化吸收層厚度,研究人員成功匹配了兩個電池的電流匹配點。最終,他們的計算建模和仿真結(jié)果提供了優(yōu)化的電池結(jié)構(gòu),顯示出出色的整體性能。

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所提出的串聯(lián)電池結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn) 1.5G AM 光譜下照明的性能分析
這項研究表明,他們所提出的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)于新文獻(xiàn)中所述的性能矩陣。這一成果不僅提高了光伏電池的轉(zhuǎn)換效率,也為未來的低成本且高效的無機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)光伏電池的開發(fā)和生產(chǎn)提供了新的思路。這不僅對于光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義,也為全球可持續(xù)能源發(fā)展提供了新的可能。
這項研究的成功得益于孟加拉國文科大學(xué)和東南大學(xué)的研究人員對鈣鈦礦和CIGS太陽能電池的深入了解、先進(jìn)的計算模型的應(yīng)用以及他們的辛勤努力。這種新型高效串聯(lián)光伏電池有望帶領(lǐng)未來的太陽能技術(shù)革新,推動光伏行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,同時也將為全球可持續(xù)能源發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。
總之,這項研究是一項具有突破性的成果,它將為未來的光伏技術(shù)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我們應(yīng)該繼續(xù)關(guān)注這種新型高效串聯(lián)光伏電池的進(jìn)一步研究和應(yīng)用,以推動全球能源可持續(xù)發(fā)展。



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