钙钛矿和有机材料制成的串联太阳能电池效率创新高

提高太阳能电池效率以减少对化石能源的依赖是当前研究的重点目标。由德国波茨坦大学和中国科学院研究人员组成的团队，成功将钙钛矿与有机吸收剂结合，制造出效率创纪录的串联太阳能电池。这一研究成果发表在《自然》（Nature）杂志上。

通过结合能够选择性吸收短波和长波（如蓝/绿和红/红外光谱部分）的材料，研究团队实现了对太阳光的最大化利用，这是提高太阳能电池效率的常见策略。然而，迄今为止，最优的红光和红外吸收材料通常由硅或CIGS（铜铟镓硒化物）制成。这些材料需要高温加工，导致碳足迹较高。

此次研究将钙钛矿和有机太阳能电池两种新兴技术结合，它们均可在低温下加工，显著降低了碳足迹。尽管如此，要实现创纪录的25.7%效率并非易事，研究团队通过两项关键突破解决了技术瓶颈。首先，他们合成了一种新型红光/红外吸收有机太阳能电池，将吸收范围进一步扩展至红外。尽管如此，串联太阳能电池的效率提升仍受到钙钛矿层的限制。如果钙钛矿层被调整为只吸收太阳光谱中的蓝/绿部分，其吸收效率将显著下降，导致整体性能受到强烈影响。为了解决这一问题，研究团队在钙钛矿层表面引入了一种新型钝化层。这一创新有效减少了材料缺陷，从而显著提升了电池的整体性能和光电转换效率。

--《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）