通过改善光管理创造钙钛矿-硅系列太阳能电池的新纪录

由硅和金属卤化物钙钛矿化合物制成的系列太阳能电池可以将大部分太阳光谱转化为电能。然而，一部分光被反射，因此由于能量转换而损失。使用纳米结构可以显著减少反射，并确保太阳能电池捕获更多的光。例如，金字塔形的微观特征可以被蚀刻到硅中。然而，这些特性导致硅表面的微粗糙度，使其不再适合作为沉积活性薄钙钛矿层的衬底。这是因为钙钛矿通常通过溶液处理沉积在抛光的晶片上，形成极薄的薄膜，比金字塔形状的特征薄得多。

效率从23.4%提高到25.5%

由HZB物理学家Steve Albrecht领导的研究小组研究了一种替代的光管理方法，这种方法使用串联太阳能。该团队制作了一种有效的钙钛矿/硅系列器件，其背面蚀刻有硅层。钙钛矿层可以通过旋涂施加到硅的光滑前侧。之后，该团队将聚合物光管理(LM)箔应用到设备的前面。这使得在平坦表面上加工高质量钙钛矿膜成为可能，同时仍然受益于正面纹理。“通过这种方式，我们成功地将单一钙钛矿-硅异质结串联电池的效率从23.4%提高到25.5%，”该研究的第一作者、Albrecht团队的博士后研究员MarkoJo说。

数值模型显示概率高达32.5%。

此外，jot和他的同事开发了一个3D特征及其与光的相互作用的复杂数字模型。这使得团队能够计算不同界面上具有纹理的不同设备设计如何影响效率。“基于这些复杂的模拟和经验数据，我们认为实际上可以实现32.5%的效率——如果我们成功地将高质量的钙钛矿结合在一起，带隙将为1.66 eV，”jot说。

适用于光伏建筑一体化。

团队负责人史蒂夫阿尔布雷特(Steve albrecht)补充道：“基于真实的天气数据，我们可以计算出一年的能量输出——针对不同的电池设计和三个不同的位置。”此外，模拟显示，太阳能电池装置正面上的LM箔在漫射光照射下，即不仅在垂直入射光下，特别有利。因此，采用新型LM箔的系列太阳能电池也适用于建筑一体化光伏发电(BIPV)，为大型摩天大楼的外墙开辟了大量新能源。

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