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38.39%的转换效率:高效无机钙钛矿串联光伏电池的研究突破

发布时间:2024-01-29 来源:元禄光电

最近,孟加拉国文科大学和东南大学共同发表了一篇名为“Perovskite/CIGS串联光伏电池:通过计算模型优化协同效应”的研究论文。该论文的主要目的是提高光伏电池的转化效率。


为了实现这一目标,研究人员重点对Perovskite和CIGS两种不同类型的太阳能电池进行了优化。他们运用计算模型预测并优化这些电池的性能,从而提高其转换效率。通过一系列的设计、模拟和优化,他们成功地制造出了一种转换效率高达38.39%的串联光伏电池。

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提出的串联太阳能电池设计方法
这种新型高效串联光伏电池由两个部分组成:一个基于CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3(钙钛矿)的顶部电池和一个基于CIGS的底部电池。顶部电池主要采用宽带隙无铅无机CsSn 0.5 Ge 0.5 I 3钙钛矿作为吸收层,以利用其独特的特性;底部电池则选用p型CIGS作为吸收剂,并通过合适的HTL(Spiro-OMeTAD)提供合适的价态和导带分布偏移,TiO2作为ETL则可以提供低成本、低生态毒性、优异的光学性能和化学稳定性。

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拟议的顶部电池 (a) 和底部电池 (b) 在标准 1.5G AM 日照下照明
在设计和模拟过程中,研究人员首先对两个子单元进行了独立模拟。顶部电池使用AM1.5G标准光谱进行模拟,底部电池则使用滤波后的光谱进行优化。通过优化吸收层厚度,研究人员成功匹配了两个电池的电流匹配点。最终,他们的计算建模和仿真结果提供了优化的电池结构,显示出出色的整体性能。

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所提出的串联电池结构在标准 1.5G AM 光谱下照明的性能分析
这项研究表明,他们所提出的串联结构的性能优于新文献中所述的性能矩阵。这一成果不仅提高了光伏电池的转换效率,也为未来的低成本且高效的无机钙钛矿串联光伏电池的开发和生产提供了新的思路。这不仅对于光伏产业的发展有着重要意义,也为全球可持续能源发展提供了新的可能。
这项研究的成功得益于孟加拉国文科大学和东南大学的研究人员对钙钛矿和CIGS太阳能电池的深入了解、先进的计算模型的应用以及他们的辛勤努力。这种新型高效串联光伏电池有望带领未来的太阳能技术革新,推动光伏行业的持续发展,同时也将为全球可持续能源发展作出重要贡献。
总之,这项研究是一项具有突破性的成果,它将为未来的光伏技术的发展带来新的机遇和挑战。我们应该继续关注这种新型高效串联光伏电池的进一步研究和应用,以推动全球能源可持续发展。



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