12月11日2020年
通过在组合使用时含有一对半导体的太阳能电池可以实现显着提高效率，与各自的不同的太阳能电池相比，与各自的具有不同的带隙。
串联太阳能电池堆的三维结构示意图。图片说明:Eike Koehnen/ helmholtz - centrum Berlin。
这是因为串联电池以一种更有效的方式利用太阳光谱。具体来说，传统的硅太阳能电池可以有效地将光的红外成分转化为电能，而一些钙钛矿化合物可以有效地利用太阳能的可见光成分，使其成为一个强大的组合。
2020年初，一个研究小组在史蒂夫·阿尔布雷特教授的指导下柏林亥姆霍兹 - Zentrum（HZB）通过突破由硅和钙钛矿组成的串联太阳能电池（28.0％，牛津PV），通过打破早期的世界纪录来设定新的世界纪录的29.15％。
与科学公布的最高认证效率26.2%相比，这一突破代表了重大进步。最新的值列在NREL图表中，并已在夫琅和费ISE认证。研究结果最近发表在欧洲杯线上买球期刊，深入解释基本物理和制造过程。
29.15％的效率不仅是该技术的记录，而且是NREL图表中整个新兴PV类的顶部．
Eike Köhnen，柏林亥姆霍兹中心研究共同第一作者和博士生
Köhnen是Albrecht集团的一部分。
这种新型钙钛矿/硅串联电池在模拟太阳光和持续暴露在空气中超过300小时的时间内都能连续工作，而不需要封装。研究人员使用了带隙为1.68 eV的复合钙钛矿组合物，并专注于改善衬底的界面。
随着来自立陶宛的员工（Vytautas GetAutis教授的团队），调查人员设计了一个中间的有机分子，它是自主地将自己组织成自组装的单层（SAM）。
这一层包括一个创新的咔唑基甲基取代分子(Me-4PACz)。研究人员将SAM应用到电极上，缓解了载流子的流动。
“我们首先准备好完美的床，所以佩罗夫斯基特在哪个方面说话，“amran al-ashouri表示，也是阿尔布雷克集团的成员和该研究的联合第一作者。
随后，该团队采用了一系列互补的调查技术来检查SAM，Perovskite和电极之间的接口处的不同类型的过程。
特别是，我们优化了所谓的填充因子，这受到在普罗夫斯基特顶级电池中丢失了多少次电荷载体的影响．
Amran Al-Ashouri，柏林helmholtz中心研究共同第一作者
电子通过C60层沿太阳光的方向行进，而“孔”在反向方向上通过SAM层行进到电极中。
“然而，我们观察到，孔的提取比电子提取要慢得多，这限制了填充因子，“添加了al-ashouri。但是，新的SAM层显着加快了孔的运输，从而有助于更好地稳定的钙钛矿层。
使用模型，光致发光光谱，太赫兹电导率测量和电学特性的组合，研究人员能够区分钙钛矿材料界面的许多过程，并建立主要损失的起源。
该研究涉及许多员工，包括Kaunas Technology大学/立陶宛，波茨坦大学，斯洛文尼亚大学，斯洛文尼亚和英国谢菲尔德大学。它还涉及Physikalisch-Technische Bundesanstalt（PTB），HTW Berlin和TechnischeUniversität柏林，阿尔布雷埃特举行了初级教授。
单独的硅和钙钛矿电池分别在HZB实验室、PVcomB和HySPRINT进行研究。
每个合作伙伴将自己的特殊专业知识带到了项目，所以我们能够一起实现这一突破．
Steve Albrecht，Helmholtz-Zentrum Berlin教授
最高可能的效率已经成为现实:该团队分别研究了这两种电池，并估计这种新设计的最大潜在效率为32.4%。
“我们肯定可以达到超过30％，“结束了Albrecht。
期刊参考：
Al-Ashouri，A.，等．(2020)通过增强空穴提取，>效率为29%的单片钙钛矿/硅串联太阳能电池。欧洲杯线上买球．doi.org/10.1126/欧洲杯线上买球science.abd4016．
来源:https://www.helmholtz-berlin.de/