作者來(lái)自德國(guó)亥姆霍茲研究中心（HZB）

鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池。您可以在晶圓中間看到活躍的藍(lán)色區(qū)域，該區(qū)域被金屬銀色電極包圍。

目前由硅底電池和過(guò)氧化物頂電池組成的串聯(lián)太陽(yáng)能電池的世界紀(jì)錄在HZB再次被打破。新的串聯(lián)太陽(yáng)能電池將32.5%的入射太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換為電能。意大利的認(rèn)證機(jī)構(gòu)歐洲太陽(yáng)能測(cè)試裝置（ESTI）對(duì)該串聯(lián)電池進(jìn)行了測(cè)量，并正式確認(rèn)了這一數(shù)值，該數(shù)值也被列入了美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的太陽(yáng)能電池技術(shù)圖表。

HZB的科學(xué)家們可以顯著提高過(guò)氧化物/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的效率。"這是一個(gè)真正的大躍進(jìn)，幾個(gè)月前沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到。HZB的所有團(tuán)隊(duì)，特別是光伏能力中心（PVComB）和HySPRINT創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)成功合作，并充滿激情。"Steve Albrecht教授說(shuō)。

插圖顯示了串聯(lián)太陽(yáng)能電池的示意結(jié)構(gòu)，底部電池由硅制成，頂部電池由鈣鈦礦制成。雖然頂部電池可以利用藍(lán)光成分，但底部電池可以轉(zhuǎn)換光譜中的紅色和近紅外成分。不同的薄層有助于優(yōu)化利用光并最大限度地減少電損耗。

接口修改

Albrecht的團(tuán)隊(duì)使用了一種先進(jìn)的過(guò)氧化物成分，并進(jìn)行了非常巧妙的界面修改。主要作者Silvia Mariotti博士后和Albrecht團(tuán)隊(duì)的Eike K?hnen博士開(kāi)發(fā)了一種界面修飾，以減少電荷載流子重組損失，并應(yīng)用詳細(xì)的分析來(lái)了解界面修飾的具體特性。隨后，在碩士生Lea Zimmermann的幫助下，這些發(fā)展被成功地應(yīng)用于串聯(lián)太陽(yáng)能電池，并與進(jìn)一步的光學(xué)改進(jìn)相結(jié)合。

此外，還有許多科學(xué)家和技術(shù)人員幫助開(kāi)發(fā)和制造了串聯(lián)電池，以取得這一成功。總的來(lái)說(shuō)，接口和光學(xué)方面的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了最高的光電壓（開(kāi)路電壓），并使這種迷人的串聯(lián)技術(shù)的效率達(dá)到了新的記錄。

進(jìn)展神速

過(guò)去幾年，尤其是上個(gè)月，各研究機(jī)構(gòu)和公司正在進(jìn)行的效率開(kāi)發(fā)對(duì)該領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是相當(dāng)令人興奮的。來(lái)自HZB的各個(gè)團(tuán)隊(duì)在2021年底取得了一個(gè)創(chuàng)紀(jì)錄的數(shù)值，效率為29.8%，是通過(guò)周期性的納米材料實(shí)現(xiàn)的。最近，在2022年夏天，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院首次報(bào)告了一個(gè)超過(guò)30%障礙的認(rèn)證串聯(lián)電池，其效率為31.3%，這比2021年的數(shù)值有了顯著的飛躍。

隨著新的認(rèn)證值達(dá)到32.5%，該記錄再次回到HZB。Albrecht說(shuō)："我們對(duì)這個(gè)新值感到非常興奮，因?yàn)樗砻鬟^(guò)氧化物/硅串聯(lián)技術(shù)在促進(jìn)可持續(xù)能源供應(yīng)方面具有很大的前景。“

HZB的科學(xué)主任Bernd Rech教授說(shuō)："HZB串聯(lián)的太陽(yáng)能電池效率為32.5%，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了以前只有昂貴的III/V半導(dǎo)體才能達(dá)到的范圍。NREL的圖表清楚地顯示了EPFL和HZB的最后兩個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)到底有多壯觀。”