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台积电薄膜太阳能组件转换效率达14.2%
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近日,合肥普斯凯新能源科技有限公司传来重磅喜讯:其自主研发的钙钛矿/铜铟镓硒叠层薄膜太阳能电池,经德国TUV第三方权威机构检测,光电转换效率高达27.00%,接近晶硅电池最高效率水平,为高效低成本薄膜光伏产业化注入强劲动力。普斯凯积极研发高效钙钛矿叠层电池,在下一代钙钛矿/CIGS全薄膜电池、TOPCon晶硅叠层电池两大技术路线上均投入研发,已在合工大智能院建成钙钛矿叠层电池小试线。
同时,偶极钝化有效减轻了叠层器件互连层引入的NBG子电池的接触损耗,在全钙钛矿串联太阳能电池中表现出创纪录的30.6%的PCE。这标志着多晶薄膜太阳能电池的效率首次超过30%。
近日,我国科研团队在新型薄膜太阳能技术领域取得重要进展,成功通过溶液法制备出均匀、大面积kesterite太阳能组件,并实现10.1%的认证效率!其中,kesterite因其元素丰富、无毒、稳定性好,被视为极具潜力的新一代光吸收材料。然而,溶液法制备多元素无机薄膜一直面临结晶不均匀、晶粒生长难以控制等挑战,导致组件效率长期停滞不前。
杭州电子科技大学,杭州众能光电科技有限公司,杭州职业技术学院和杭州科能新能源有限公司的科学家们系统比较了两种常见的钙钛矿前驱体混合溶剂体系—NMP/DMF和DMSO/DMF,旨在研究它们的配位特性如何影响真空辅助钙钛矿结晶过程中薄膜的形成结果。基于NMP/DMF和DMSO/DMF溶剂体系的钙钛矿薄膜形成示意图。基于这些机制,使用NMP/DMF体系制备的钙钛矿薄膜表现出优异的光电性能。
本研究强调了一种可扩展且具有成本效益的高性能制备钙钛矿太阳能电池和模组的途径。总之,通过引入各种添加剂,有效地控制了钙钛矿溶液的扩展和结晶行为,从而能够在常温条件下通过溶液自扩展工艺制备大面积钙钛矿薄膜。加入异丙醇显著改善了前体溶液的润湿性,促进了大面积均匀、高质量钙钛矿薄膜的形成。此外,通过优化溶液滴加方法,我们成功制备了均匀的大面积钙钛矿薄膜。
钙钛矿/有机叠层太阳能电池是突破单结器件效率极限的潜力路径,然而其性能受限于有机子电池中的复合损失。当给体含量不足时,受体分子易发生聚集,破坏分子堆叠并降低结晶度。这些形貌变化阻碍了激子解离,进而导致电荷复合并降低整体器件性能。通过优化薄膜形貌与结晶过程,我们成功降低了复合损失,实现了效率高达26.42%的钙钛矿/有机叠层太阳能电池。
溶液法制备的钙钛矿太阳能电池具有大规模生产的巨大潜力,但制备大面积高结晶度的钙钛矿薄膜仍是一个主要挑战。功能性氟基团与钙钛矿物种的协同配位作用限制了复杂中间相的形成,并促进了具有高结晶度和高相纯度的空间定向钙钛矿薄膜的形成。
▲低碳院在钙钛矿基薄膜叠层太阳能电池领域重要研究成果发表在《NatureEnergy》在当今全球能源转型和“双碳”目标的推动下,高效、绿色、低碳的新能源技术成为关键。依托国家能源集团科技创新项目,低碳院成功开发出高性能钙钛矿基薄膜叠层电池,该电池具有突破传统单结电池理论效率极限的能力。
近日,国家能源集团低碳院与北京理工大学合作发表论文“Inhibiting defect passivation failure in perovskite for perovskite/Cu(In,Ga)Se2 monolithic tandem solar cells with certified efficiency 27.35%”见刊《Nature Energy》(影响因子60.1),标志着低碳院在新一代太阳能电池领域取得重要研究进展,双方合作开发的钙钛矿-铜铟镓硒薄膜叠层太阳能电池获得了27.35%的转换效率,超过了近期美国国家可再生能源实验室(NREL)公布的韩国团队26.3%的世界纪录。
在当今全球能源转型和“双碳”目标的推动下,高效、绿色、低碳的新能源技术成为关键。依托国家能源集团科技创新项目,低碳院成功开发出高性能钙钛矿基薄膜叠层电池,该电池具有突破传统单结电池理论效率极限的能力。
在绿色低碳发展的大潮下,建筑光伏一体化(BIPV)正以其独特的优势引领着各行各业的绿色变革。





