作者:麦耀华等 来源:《先进科学》 发布时间:2022/11/5 12:05:51
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钙钛矿室内用光伏组件转换效率超过36%

 

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,为当前已报道世界最高值。相关研究结果发表于Advanced Science。暨南大学为该论文唯一通讯单位,麦耀华教授和吴绍航副教授为共同通讯作者,张翠苓博士、刘冲副研究员和高彦艳博士研究生为共同第一作者。

近几年,以钙钛矿材料为光吸收层的太阳电池技术受到了广泛关注,产业化进程更是如火如荼。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很多领域,由于室内照明光源(如荧光灯和LED光源)的光谱主要集中在可见光区域,应用于室内光能采集的光伏电池需要一个较宽的光学带隙(如1.7-1.9 eV)才能获得高的转换效率。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含较高的Br含量,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,发现除了相分离之外,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 cm2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,为已报道的钙钛矿弱光组件世界最高转换效率。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。(来源:中国科学报 朱汉斌)

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/advs.202204138

 
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