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Imec在钙钛矿/硅串联电池上可实现转换效率达27.1%

导读: 实现27.1%转化效率的串联电池包括0.13cm 2的钙钛矿层,堆叠在4cm 2硅IBC电池的顶部。

一直活跃于纳米和数字技术领域的比利时国际研发和创新机构Imec宣布,在钙钛矿/硅串联电池上采用交叉背接触(IBC)技术,可实现转换效率为27.1%。与从事该技术研发的其他公司和研究机构类似,Imec表示,通过对其钙钛矿材料进行精心设计,效率可达30%以上。这进一步证明了该技术能够为现有光伏技术降本增效的应用前景。

实现27.1%转化效率的串联电池包括0.13cm 2的钙钛矿层,堆叠在4cm 2硅IBC电池的顶部。当钙钛矿层延伸至覆盖整个4平方厘米时,研究人员记录的电池效率为25.3%,他们指出这仍然是单独使用硅电池23%效率的改进。 “主要的影响是由4cm2模块中从小区域单电池到串联互连电池的互连损耗造成的”Imec薄膜光伏研发经理Tom Aernouts解释道。 “‘透明电极中存在’小的串联电阻损耗,但主要是用于互连的电池之间的一些区域损耗。我们正在努力进一步减少这些损失。”

研究人员还指出,如果经过精心设计,半透明钙钛矿层可以最大限度地减少硅电池中发生的热损失。该团队还指出,带隙调整是实现这一效率水平的关键发展。 “我们两年来一直在研究这种串联技术”Imec研究员Manoj Jaysankar解释道。 “与以前版本的最大区别在于钙钛矿吸收剂的工程和加工,调整其带隙以优化硅的串联配置的效率。”

虽然钙钛矿材料在非实验室条件下的稳定性问题一直是阻碍其实现量化生产的主要问题,但Imec与其他研究小组一起表示,该领域已经取得了很大进展。 “长期稳定性的限制装置目前确实是钙钛矿电池或组件”Aernouts解释说。 “这里使用的钙钛矿材料的固有稳定性足以在85°C下进行热测试超过1000小时,这是典型的IEC标准测试条件。此外,到目前为止,我们还没有观察到在组件配置中从单个电池到互连电池时对稳定性的任何负面影响。对钙钛矿的进一步稳定性测试正在进行中,并且通常在提高钙钛矿PV器件的稳定性方面取得了良好进展。”

来自Imec的团队现在将专注于推动其串联电池的效率超过30%,并邀请整个供应链的公司与之合作。 Aernouts表示,这种提高效率的途径将集中在微调材料和使用新配置:“在这种4T配置中,通过更精细地调节电极的透明度可以获得进一步的改进,以减少损失和范围效率为30%”,“我们还将研究2T配置,其中中间电极的光学边界条件确实更不严格,允许更好的光耦合。”

Imec的最新效率记录接近英国/德国的钙钛矿专家Oxford PV,该产品在1cm2串联电池上的效率达到27.3%。

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