從Joule雜志了解到，美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）科學家開發(fā)了一種全鈣鈦礦疊層太陽電池，稱是迄今為止所有非III-V技術中效率最高的柔性薄膜太陽電池。

該結構基于一種稱為Apex Flex的新型寬帶隙鈣鈦礦復合層，可以承受熱、光和運行測試，同時提供可靠的高壓。隨著原子層沉積（ALD）的發(fā)展，這種新材料被描述為“由具有親核羥基和胺官能團的超薄聚合物組成的成核層，用于使共形的低導電鋁氧化鋅層成核。”


研究人員解釋說，疊層電池的兩末端結構對于制造高性能設備特別具有挑戰(zhàn)性，因為需要相互“調(diào)諧”不同的電池材料以防止它們在某些光照條件下限制彼此的性能。他們指出，如果這個問題得到解決，那么在去除了兩個透明觸點和一個潛在的基板后，疊層電池可以更輕，更便宜。

研究人員解決了兩個主要挑戰(zhàn)，其一涉及連接團隊的新型寬帶隙鈣鈦礦，由于氧化銦錫的厚復合層引起的分流，在以前的設計中，互連區(qū)域包含小的分流路徑降低了效率。在兩種鈣鈦礦材料之間，NREL的團隊設計了一個新的復合層，同時保留了通用的體系結構和制造范例，對制造進行一些周到的更改，創(chuàng)建了密集且薄的復合層，消除了分流路徑，并且比以前的技術薄約80％。

其二部分涉及新的寬帶隙鈣鈦礦層，該層能夠承受熱，光和運行測試，同時提供可靠的高壓。先前設計中的瓶頸與材料的不穩(wěn)定性有關-光會導致材料內(nèi)的化學偏析并導致效率下降，由于碘化物-溴化物鹵化物的偏析而導致的寬間隙子電池中的大電壓損失。第二個問題團隊通過減少溴的量，使用不同的分子合金來改變該層的晶體結構來解決，將材料的帶隙調(diào)整到了損耗大大降低的水平，結果是：具有高穩(wěn)定性和效率的連續(xù)可調(diào)帶隙電池。

NREL研究人員稱，這種成分調(diào)整可以使1.73電子伏特的帶隙鈣鈦礦具有高而穩(wěn)定的電壓。通過結合這些進展，研究人員制造出了兩端子全鈣鈦礦疊層太陽電池，在剛性基板上的功率轉換效率為23.1％，在柔性塑料基板上的功率轉換效率為21.3％。



研究人員表示：“在單個太陽電池中配對多個金屬鹵化物鈣鈦礦吸收劑將實現(xiàn)真正差異化的太陽能技術，該技術具有高效，低成本和輕巧的特點。這項合作努力使全鈣鈦礦薄膜更接近商業(yè)現(xiàn)實，我們很高興看到它們在不久的將來在現(xiàn)實世界中的應用。”

最新消息： ??第二屆全球鈣鈦礦與疊層電池產(chǎn)業(yè)化論壇 將于10月27~29日在嘉興召開。持續(xù)兩天的活動將邀請約30位全球鈣鈦礦領域技術專家做專題報告。

論壇邀請單位包括：鈣鈦礦電池研究機構、電池與組件制造商、關鍵裝備及配套材料供應商、第三方檢測認證機構、分析咨詢機構、終端用戶代表等行業(yè)企業(yè)及專家齊聚嘉興，全方位探討鈣鈦礦與疊層技術在光伏產(chǎn)業(yè)新一輪變革中所面臨的新機遇和新挑戰(zhàn)。