德国亥姆霍兹中心(HZB)进行的测试表明，与传统光伏设备相比，在欧洲高纬度地区运行的钙钛矿太阳能电池在冬季可能会遭受更高的性能损失。然而，科学家们警告说，在低纬度地区，这种季节性可能不那么明显。
在柏林亥姆霍兹中心开发的钙钛矿太阳能电池图片来源： Helmholtz-Zentrum Berlin德国亥姆霍兹柏林中心 (HZB) 的一组研究人员在其位于德国的一家工厂对标准钙钛矿太阳能电池进行了为期 4 年的户外测试，发现与传统太阳能电池相比，基于钙钛矿的光伏器件发电效率具有更高的季节性波动。
科学家们表示，这是有史以来对钙钛矿光伏户外数据集进行的最长的测试，缺乏长期跟踪记录仍然是其商业成熟的最大障碍之一，因为器件的长期稳定性而不是效率在研究和工业层面仍然代表着巨大的未知数。
他们的测量是在柏林的一个户外测试场进行的，使用标准玻璃-玻璃封装钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池基于由氧化铟锡(ITO)制成的衬底，2PACz 自组装层，能量带隙为 1.65 eV的钙钛矿层，富勒烯(C60)制成的电子传输层(ETL))、氧化锡 (SnOx) 缓冲层和铜 (Cu) 金属电极。
“显示的器件是我们在户外监测过的最稳定的器件;因此，该数据集非常适合讨论季节性影响，“他们解释说，并指出测试设施在夏季暴露在高辐照度和高温下，在冬季暴露在低辐照度和低温下。
在分析的 4 年期结束时，学者们发现钙钛矿电池具有良好的“夏季到夏季”稳定性，这些器件在前两个夏季的性能损失最小，在接下来的夏季损失不到15%。相比之下，与夏季相比，这些器件在冬季的效率降低了 30%。
研究人员确定了导致这种性能差异的四个因素：光谱条件的变化;温度系数的影响;电流密度-电压 (J-V)特性的滞后性和相关的 MPP
跟踪损耗;以及所谓的钙钛矿“亚稳态”，它由所有导致钙钛矿降解的过程组成。
至于第一个因素—太阳光谱的季节性变化—该小组发现，在相同的辐照度水平下，它们会导致夏季和冬季之间的产生电流相差 10%。“与柏林相比，由于纬度对季节性气团变化的影响，靠近赤道的地方的季节性光谱变化不太明显，”他们指出。“因此，由于在我们位置观察到的光谱偏移而导致的发电电流的相对较高的变化将在更多的赤道位置减少。”
关于温度变化(主要取决于项目的位置)，研究人员观察到它们的影响在很大程度上与电池的状态和年龄有关。
亚稳态分析确定Light-Soaking 是最反复出现的问题。“与条件较差的地方相比，全年日照和环境温度高的地方的光浸泡损失可能低两倍多，”研究人员指出。“在所研究的钙钛矿太阳能电池中，这些损耗与 J-V 磁滞的大小有关，J-V 磁滞在老化器件和低工作温度下会显著增加。因此，在第三个和第四个冬天，观察到的设备的发电量会降低。
该小组总结道，需要更准确的数据来了解观察到的季节性因素的真实程度，尽管他们还表示，测试提供了有希望的结果，表明“这项技术有可能达到当前商业化光伏技术的运行寿命要求”。
他们的发现发表在《Advanced Energy Materials》上的研究“Seasonality in Perovskite Solar Cells: Insights from 4 Years of Outdoor Data,”中。
(消息来源：pv-magazine.com, Advanced Energy Materials)
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202507/21/50004322.html
