突破極限  串聯太陽能電池效率超過20%

編譯／高晟鈞

研究團隊開發出一種串聯太陽能電池，使用硒化銻作為底部電池材料，寬頻隙有機、無機雜化鈣鈦礦材料作為頂部電池材料，實現了超過20%的功率轉換效率。這項研究表明，硒化銻在底部電池應用中具有巨大的潛力。

突破極限

光伏技術是現今最受歡迎、可能也是技術最成熟的再生能源之一。目前單PN結太陽能電池的轉換效率已經突破20%；然而，要進一步突破肖克利-奎伊瑟極限（1.1eV時，最高理論效率30%）需要非常高的成本。

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對此，透過將太陽能電池材料堆疊、串聯是一條可行的替代方案。串聯太陽能電池比使用單層半導體材料的單結太陽能電池更好地吸收陽光，將大部分陽光轉化為電能，因此比單結太陽能電池更節能。

硒化銻疊層太陽能電池

硒化銻作為一種常見於單結太陽能的電池材料，從能隙角度來看，很可能極其適合作為串聯太陽能電池底部的材料。目前由於研究尚少，才未受到應有的關注。

研究團隊所開發的串聯太陽能電池，具有透明導電電極，可以優化光譜響應。此外，透過調整頂部電池透明電極層的厚度，以及引入雙電子傳輸層優化了底部的硒化銻電池，分別實現了17%和7.58%的功率轉換效率；串聯後，效率更是超過了20.58%，高於獨立的子電池。此外，他們的串聯太陽能電池也具有無毒成分元素的優異穩定性。

展望未來，該團隊希望致力於開發整合度更高的兩端串聯太陽能電池，並進一步提高元件性能。硒化銻的高穩定性為兩端疊層太陽能電池的製備打下了扎實的地基，這也意味著它與相當多不同類型的頂級電池材料配對時，可能會產生更好的效果。

資料來源:ScitechDaily

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