当钙钛矿太阳能电池走向户外

钙钛矿太阳能电池在实验室与实际应用中有何不同?从实验室到量产，需要掌握钙钛矿太阳能电池的哪些特性?近日，KAUST研究人员便做了这样一组试验，展示了钙钛矿/硅叠层光伏电池在阳光充足的环境中工作发生的变化。

材料的光学与电学性质和其带隙有关，决定了入射光子需要吸收的最小能量。带隙还决定了光子被吸收时产生多少电流。在传统的光伏电池中，光吸收材料只吸收某些波长的光(能量高于带隙的光)，留下一部分太阳能未被利用。

钙钛矿-硅叠层光伏电池同时应用硅的工业成熟度与钙钛矿的多功能性的优势，理论极限效率为44%，超过传统光伏电池的33%

为了获得硅的工业成熟和钙钛矿的多功能性的好处，科学家们研究了在一种称为串联太阳能电池的设备中使用这两种材料。这些电池的理论效率极限为44%，超过了传统太阳能电池的33%。

钙钛矿叠层光伏电池一般在实验室的标准测试条件下进行测试，然而在铺设光伏电站的地区，环境温度远高于标准的25摄氏度，并且会大幅波动，从而影响性能。

研究人员在室外炎热、阳光充足的气候下研究了钙钛矿/硅串联太阳能电池的性能。研究结果表明，虽然硅带隙随着器件变热而变小，但钙钛矿带隙变大，这意味着有更多的光能够被利用。

尽管应用环境偏离了理想工作条件，降低了在标准测试条件下优化的串联电池的效率。然而却明显降低了钙钛矿的带隙，允许在叠层光伏电池中使用更稳定的钙钛矿成分。

"这些改进将使钙钛矿/硅叠层光伏电池更接近市场."研究人员表示:“我们的研究接下来将侧重于推动钙钛矿的功率转换效率超过报道的单结硅太阳能电池最高—效率26.7%，同时提高稳定性。”