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劍橋大學(xué)，倫敦帝國(guó)理工和新加坡太陽(yáng)能研究所的研究人員已經(jīng)合作開(kāi)發(fā)出一種在下一代太陽(yáng)能電池上印刷超薄涂層的方法，從而使其能夠與硅太陽(yáng)能電池協(xié)同工作以提高效率。

光伏電池或太陽(yáng)能電池通過(guò)吸收陽(yáng)光來(lái)產(chǎn)生清潔的電能，但是光伏電池只能吸收太陽(yáng)光譜的一小部分，從而限制了它們的效率，太陽(yáng)能電池板的典型效率僅為18％至20％。


研究人員一直在尋找一種方法來(lái)克服這種效率限制，該方法具有成本效益并且可以在全球范圍內(nèi)使用。最近，研究人員開(kāi)始通過(guò)堆疊兩個(gè)太陽(yáng)能電池以吸收太陽(yáng)光譜的互補(bǔ)部分的方式來(lái)開(kāi)發(fā)“串聯(lián)”太陽(yáng)能電池，這些串聯(lián)太陽(yáng)能電池中最有前途的是堆疊在硅器件上的鈣鈦礦器件。

幾乎所有的商用太陽(yáng)能電池都是由硅制成的，但是鹵化鈣鈦礦是一種新型材料，可以很快獲得與硅相當(dāng)?shù)男?。鈣鈦礦吸收可見(jiàn)光，而硅吸收近紅外光：鈣鈦礦-硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池在未來(lái)十年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)35％的效率。

然而，這些串聯(lián)太陽(yáng)能電池的挑戰(zhàn)在于，覆蓋鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的電極需要是透明的，并且該透明電極是使用破壞鈣鈦礦的高能工藝沉積的。


由朱迪思·德里斯科爾教授和羅伯特·霍伊博士領(lǐng)導(dǎo)的劍橋大學(xué)材料科學(xué)與冶金學(xué)系的研究人員組成的團(tuán)隊(duì)，與倫敦帝國(guó)理工學(xué)院和新加坡太陽(yáng)能研究所合作，開(kāi)發(fā)了一種“印刷”氧化銅保護(hù)層在鈣鈦礦裝置上技術(shù)。該研究已經(jīng)表明，只有3納米厚的涂層足以防止沉積透明頂部電極后對(duì)鈣鈦礦的損害。這些器件與硅電池的串聯(lián)效率達(dá)到24.4％。

成功的關(guān)鍵點(diǎn)是他們的氧化物生長(zhǎng)方式不僅能夠復(fù)制精確的基于真空的技術(shù)，還可以在露天環(huán)境中以更快的速度復(fù)制。當(dāng)用氧化物涂覆鈣鈦礦時(shí)，不但對(duì)鈣鈦礦的任何損害最小化，同時(shí)確保所生長(zhǎng)的氧化物具有高密度，從而僅需要非常薄的涂層即可完全保護(hù)鈣鈦礦。

這種“氧化物打印”極有可能被商業(yè)化和市場(chǎng)化。 

原標(biāo)題：更高效的下一代太陽(yáng)能電池