为电池表面“镀”一层薄膜，可使太阳能电池效率达到 24%

为电池表面“镀”一层薄膜，可使太阳能电池效率达到 24%
一个德国研究团队开发了一种串联太阳能电池，根据光子转化为电能（即电子）的比例测量，其效率达到24%。这创造了一项新的世界纪录，即迄今为止，有机和钙钛矿基吸收剂的组合所达到的最高效率。太阳能电池是由Thomas Riedl教授在伍珀塔尔大学的研究小组和科隆大学物理化学研究所的研究员以及来自波茨坦和图宾根大学的其他项目合作伙伴，以及在杜塞尔多夫的亥姆霍兹Zuncimon柏林和Max Planck Institut Fur ReeEnfsChngg开发的。研究结果发表在《自然》杂志上，标题为“钙钛矿-氧化铟互连有机串联太阳能电池”。
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传统的太阳能电池技术主要基于半导体硅，现在被认为是“最好的”它们的效率显著提高，即每收集一瓦特太阳辐射就有更多瓦特的电能，这是很难预料的。这使得开发能够对能源转型做出决定性贡献的新太阳能技术变得更加必要。这项工作结合了两种这样的替代吸收体材料。这里使用了有机半导体，这是一种碳基化合物，在特定条件下可以导电。它们与一种基于铅卤素化合物的钙钛矿相结合，具有优异的半导体性能。与传统的硅电池相比，这两种技术生产所需的材料和能源都要少得多，这使得太阳能电池更具可持续性成为可能。

由于阳光由不同的光谱成分组成，即颜色，高效的太阳能电池必须将尽可能多的阳光转化为电能。这可以通过所谓的串联电池实现，其中不同的半导体材料组合在太阳能电池中，每个太阳能电池吸收不同范围的太阳光谱。在目前的研究中，有机半导体被用于紫外线和可见光部分，而钙钛矿能有效吸收近红外。过去已经探索过类似的材料组合，但现在研究团队成功地显著提高了它们的性能。

在项目开始时，世界上最好的钙钛矿/有机串联电池的效率约为20%。在伍珀塔尔大学的领导下，科隆研究人员与其他项目合作伙伴一起，能够将这一价值提高到前所未有的24%。科隆大学的物理化学研究所的Selina Olthof博士说：“为了达到如此高的效率，太阳能电池内材料之间的界面的损耗必须最小化。”为了解决这个问题，Wuppertal的研究小组开发了一种所谓的互连结构，将有机亚电池和钙钛矿亚电池进行电子和光学耦合。

作为互连，在太阳能电池中集成了一层厚度仅为1.5纳米的氧化铟薄层，以尽可能降低损耗。科隆的研究人员在评估接口和互连的能量和电气特性方面发挥了关键作用，以确定损耗过程并进一步优化组件。该小组在Wuppertal进行的模拟显示，未来使用这种方法可以实现效率超过30%的串联电池。