鈣鈦礦和硅被證明是太陽能電池領(lǐng)域的強(qiáng)大組合，而現(xiàn)在它們的效率又達(dá)到了新的記錄。近期，德國柏林亥姆霍茲中心（HZB）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了效率超過32%的太陽能電池。
由于其效率、耐用性和成本，硅長期以來一直是太陽能電池的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但目前的設(shè)備正接近理論上的效率上限。與此同時(shí)，鈣鈦礦是一個(gè)迅速崛起的“年輕新貴”，有可能偷走硅的“桂冠”。
不過，最好的結(jié)果似乎是當(dāng)這兩種材料拋開競爭，結(jié)合起來。鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池比單獨(dú)使用任何一種材料都更高效，這要?dú)w功于它們能夠收集太陽光譜的不同部分——鈣鈦礦更好地利用藍(lán)光，而硅更專注于紅色和紅外波長。科學(xué)家們也不斷在效率突破上費(fèi)盡心思。
近日，HZB科學(xué)家最新研發(fā)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池可將32.5%的入射太陽光轉(zhuǎn)化為電能，即光電效率高達(dá)32.5%，創(chuàng)下全新世界紀(jì)錄。而且，意大利認(rèn)證機(jī)構(gòu)歐洲太陽能測試裝置（ESTI）測試并正式確認(rèn)了這一紀(jì)錄。
新的HZB裝置由一個(gè)由幾層薄鈣鈦礦制成的頂部電池和一個(gè)由硅制成的底部電池組成。有一系列的層可以讓不同顏色的光過濾到較低的水平，并最大限度地減少電力損失。該團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一種新的活性區(qū)域和電極之間的接口，這有助于提高電池的整體效率。
最終的結(jié)果是，全新鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池的效率達(dá)到了32.5%，這一新的記錄已得到獨(dú)立驗(yàn)證，是目前所有新興光伏技術(shù)中最高的。與幾個(gè)月前創(chuàng)下的31.25%的前紀(jì)錄保持者相比，這是一個(gè)可觀的進(jìn)步，而一年前這一數(shù)字僅略低于30%。該團(tuán)隊(duì)稱，這一最新進(jìn)展將這項(xiàng)技術(shù)推向了一個(gè)重要的新領(lǐng)域。
HZB的科學(xué)總監(jiān)Bernd Rech教授說，“HZB研制的串聯(lián)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率目前高達(dá)32.5%，以前只有昂貴的Ⅲ/Ⅴ族化合物半導(dǎo)體——比如砷化鎵、銦鎵磷和氮化鎵等才能實(shí)現(xiàn)，這些元素都在周期表的三族和五族里面?！?/p>