四端異質結鈣鈦礦串聯太陽能電池，效率為 30.09%由越南-韓國研究小組開發的復雜光伏器件由底部雙面晶體硅鈣鈦礦過濾異質結子電池構成，該子電池能夠吸收短波長范圍內的所有太陽光譜

一個越南-韓國研究小組開發了一種四端鈣鈦礦-硅串聯太陽能電池，該電池具有特殊的雙面配置用于反照率反射。該電池實現了30.09%的功率轉換效率(考慮到背面性能)。

該串聯器件由雙面晶體硅鈣鈦礦過濾異質結子電池構成，科學家們稱其能夠從正面和背面吸收太陽光譜，并與半透明非晶硅子電池相比實現顯著增強，因為它吸收了短波長范圍內的所有太陽光譜。

子電池中使用的鈣鈦礦是甲基銨-鉛(III)碘化物(CH 3 NH 3 PbI 3)。空穴和電子傳輸層是用氧化鎳 (NiO) 和 PCBM 開發的，PCBM 分別是巴克敏斯特富勒烯 C60 的增溶版本。NiO 通過原子層沉積 (ALD) 工藝沉積，而旋涂用于在吸收層上涂覆 PCBM。厚度為 200 微米的商用直拉生長 n 型晶體硅晶片用于異質結電池。通過簇系統中的等離子體增強化學氣相沉積在電池上生長非晶硅層。

研究人員解釋說，在傳統的四端鈣鈦礦/硅配置中，短波長范圍內的太陽光譜被鈣鈦礦頂部子電池吸收，而剩余的光則被下面的硅異質結子電池吸收。“然而，并非所有對應于底部子電池光學帶隙的光子都能產生，”他們進一步解釋說。

在建議的電池配置中，雙面增加了吸收光子的數量。“因此，當反照率從 0 增加到 0.5 時，晶體硅異質結底部子電池的短路電流和轉換效率分別從 ~ 15.15 到 33.5 mA/cm 2和從 8.68% 提高到 12.99%太陽，”學者們說。“通過改變細胞支架和照明源之間的距離，可以在 0-0.5 太陽的范圍內準確調整反照率反射強度。”

這種效率提高能夠將電池的整體效率(包括反射到背面的光)從 25.78% 提高到 30.09%。該太陽能電池在科學報告中發表的論文中介紹了具有光譜反照率的超過 30% 效率的雙面 4 端鈣鈦礦-異質結硅串聯太陽能電池。該研究小組由來自韓國仁川國立大學和成均館大學 (SKKU) 以及越南國立大學和同德勝大學的科學家組成。

“這種方法實現了超過 30% 的轉換效率，高于頂部和底部子電池的轉換效率，”研究中寫道。“值得注意的是，這種效率也高于單結 c-Si 太陽能電池的 Schockley-Quiesser 極限(約 29.43%)。”

(關鍵字：光伏)