坚实的基础高效的太阳能电池介绍

太阳是取之不尽，用之不竭的能源。因此，光伏发电在德国能源生产中变得越来越重要。金属有机钙钛矿是太阳能电池中有希望的材料，具有高效率和低生产成本。卡尔斯鲁厄技术学院(KIT)的研究人员开发了一种新型的高效氧化镍空穴传输层，该层可以沉积在大面积上，并在这些太阳能电池中达到创纪录的效率。

钙钛矿型太阳能电池在实验室中的效率超过24%，是最高效的薄膜光伏系统之一。与目前在市场上占主导地位的硅太阳能电池相比，它们可以更容易地生产并且成本更低。

当阳光照射到钙钛矿吸收体上时，电子从其束缚态脱离，并受到激发。同时，带正电的空穴仍然存在。“要从太阳能电池中收集能量，必须在吸收体的不同侧面除去这些电子和空穴。在钙钛矿太阳能电池中，这是通过选择性电荷载流子层实现的，即允许电子或空穴通过的膜。” KIT的灯光技术学院(LTI)的博士研究员Tobias Abzieher说。“高效的钙钛矿太阳能电池不仅需要优化的光吸收钙钛矿层，而且还需要优化的电荷载流子选择层。”

Abzieher与KIT的其他科学家一起，开发了一种新型的基于氧化镍(NiOx)的高效空穴传输层，用于钙钛矿太阳能电池。该层可以低成本生产，并且与常规有机材料相反，它对超过70°C的温度较不敏感。“为了将材料沉积在基板上，我们使用了真空工艺技术，即电子束蒸发。通过蒸发，金属氧化物沉积在基板上。由于工艺参数数量少，我们可以生产出恒定的大均匀层高质量的产品。”

记录效率

经过完全真空处理的钙钛矿太阳能电池的效率高达16.1%，因此，它们是通过这种方法生产的最高效的钙钛矿太阳能电池之一。除真空沉积外，高效基材还非常适合通过喷墨印刷(一种广泛使用的印刷方法)进行吸收体沉积。通过这种众所周知的方法，科学家达到了世界纪录：他们的喷墨打印吸收层的效率高达18.5%。Tobias Abzieher说：“目前的工作集中在通过旋转涂层的沉积上。在这里，效率超过24%。但是，该技术无法转移到大面积区域。”

“我们专注于可扩展的生产方法。我们的目标是将钙钛矿光伏产品从实验室转移到工厂，” KIT微结构技术研究所下一代光电高级光学和材料负责人Ulrich W. Paetzold博士说。 IMT)和照明技术研究所(LTI)。