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钙钛矿室内用光伏组件转换效率超36%

2022-11-07 11:17来源:中国科学院关键词:钙钛矿光伏组件光伏组件转换效率收藏点赞

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近日,暨南大学新能源技术研究院教授麦耀华团队获得了独立第三方认证超过36%的大面积钙钛矿室内光伏组件转换效率,为当前已报道的世界最高值。相关研究结果发表于《先进科学》。

近几年,以钙钛矿材料为光吸收层的太阳电池技术受到广泛关注。使用光伏电池实现室内弱光能量采集,可以广泛应用于工业物联网、智能家居和智能出行等领域,但其需要一个较宽的光学带隙才能获得较高的转换效率。钙钛矿光吸收层的光学带隙可以在很宽的范围内调整,因而具备获得高转换效率光伏器件的可能性,目前已经有团队报道效率超过40%的室内钙钛矿光伏电池。

然而,宽带隙钙钛矿薄膜内溴(Br)含量较高,容易造成相分离现象,影响器件的性能。麦耀华团队研究了钙钛矿光伏电池的带隙与室内光伏性能之间的关系,发现除了相分离外,钙钛矿光吸收层中的Br空位缺陷也是限制电池开路电压的主要因素之一。使用富碘(I)碱金属小分子材料处理后,可有效解决Br空位问题,提升了器件在弱光下的转换效率。在1000 lux的TL84光源下,有效面积为12.30平方厘米的钙钛矿室内光伏组件获得了独立第三方认证的36.36%的转换效率,为世界已报道的钙钛矿弱光组件最高转换效率。

同时,团队研制了基于钙钛矿光伏组件的室内光能采集系统样机,实现了室内光能采集、最大功率点跟踪、电能和电池管理、环境温湿度采集、蓝牙通信和免充电等功能。此外,该团队指出,对室内光伏电池性能的准确测试和测试流程的标准化对该技术的产业化至关重要。


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