重磅-瑞士EPFL打破钙钛矿太阳能电池世界效率记录至23.25%

重磅-瑞士EPFL打破钙钛矿太阳能电池世界效率记录至23.25%

   近几年来,钙钛矿太阳能电池已经成为太阳能电池领域一颗冉冉升起的新星,其光电转换效率从3.8%激增至超过22%,速度惊人。2017年7月,韩国KRICT的Seok小组在Newport认证的小面积钙钛矿太阳能电池效率为22.7%,该效率超越了2015年美国First Solar认证的CdTe太阳能电池22.1%的效率,超越了2017年日本Fraunhofer-ISE认证多晶硅太阳能电池22.3%的效率,超越了2016年德国ZSW认证CIGS太阳能电池22.6%的效率,详细报道可参阅22.7%的效率记录! ! ! ! 韩国学者再次将钙钛矿太阳能电池推向新高度。时隔短短2个月后,2017年9月,日本Solar Frontier公司(全球最大的CIS光伏组件量产公司)就打破了2016年德国ZSW认证CIGS太阳能电池22.6%的效率,将CIGSS电池效率记录推至22.9%,以0.2%的优势再一次超越韩国KRICT的认证的钙钛矿太阳能电池22.7%的效率。令人意外的是,三个月后即2018年1月瑞士EPFL又一次刷新钙钛矿太阳能电池世界效率记录至23.3%,拉开与CIGS电池0.4%的效率身位。        如此快速的效率刷新,已经超出我之前的效率预期,使我不禁要问钙钛矿太阳能电池的效率极限在哪里???        要找寻答案,就必须追溯钙钛矿太阳能电池的发展历程。        钙钛矿一词从字面解释就是钛酸钙(CaTiO3),是一种地壳中储量丰富的矿物质。简单地,一般钙钛矿材料以ABO3为代表式的氧化物,其中A为正二价,B为正四价。显然地,采用硫元素代替氧元素就产生钙钛矿的衍生分支。进一步地,由于氧元素为负二价,因此,结构式为DMX3的这类物质也为钙钛矿衍生分支,其中D为正一价,M为正二价,X为负一价。通常地,D为碱金属离子或有机胺离子,X为卤素或类卤素等。当D为CH3NH3+,M为Pb2+,X为I-时,得到一种CH3NH3PbI3的钙钛矿材料,这也是目前钙钛矿太阳能电池领域研究最为广泛的一种材料。总之,传统的ABO3型钙钛矿氧化物多用于燃料电池、荧光粉、压电陶瓷和催化等领域,而目前最为火热的钙钛矿材料研究则只是局限于DMX3型的钙钛矿化合盐,相当于把DX与MX2组合在一起,完全不同于传统的钙钛矿氧化物。        有了这个区分,就能更好地理解钙钛矿的发展。目前DMX3型的钙钛矿化合盐的应用领域主要集中在太阳能电池、光发射和光子探测三个领域,其中太阳能电池的应用最为广泛。进一步地了解钙钛矿发展可参阅推动钙钛矿光伏研究进程的10位顶尖学者。(来源:世界钙钛矿显示网)

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