硅与钙钛矿相结合的太阳能电池效率达到创纪录

在光伏技术领域，硅基太阳能电池占据了90%的市场。在成本，稳定性和效率方面(市场上典型太阳能电池的20-22%)，它们在竞争中遥遥领先。

然而，经过数十年的研究和投资，基于硅的太阳能电池现已接近其最大理论效率。结果，需要新的概念来实现太阳能价格的长期降低，并使光伏技术成为更广泛采用的发电方式。

一种解决方案是将两种不同类型的太阳能电池彼此叠置，以最大程度地将光线转换为电能。这些“双结”电池在科学界已得到广泛研究，但制造昂贵。现在，位于纳沙泰尔的研究团队(来自EPFL的光伏实验室和CSEM光伏中心)已经开发出具有经济竞争力的解决方案。他们将钙钛矿电池直接集成在标准的硅基电池之上，效率达到了创纪录的25.2%。他们的生产方法很有希望，因为它只会在当前的硅电池生产过程中增加一些额外的步骤，而且成本也很合理。他们的研究已发表在《自然材料》上。

硅钙钛矿：纳米三明治

过去的几年中，钙钛矿的独特性能促使人们对其在太阳能电池中的用途进行了大量研究。在九年的时间里，这些电池的效率提高了六倍。钙钛矿允许以潜在有限的生产成本实现高转化效率。

在串联电池中，钙钛矿补充了硅。它可以更有效地转换蓝光和绿光，而硅则更能转换红光和红外光。该研究的主要作者弗洛伦特·萨赫里(Florent Sahli)说：“通过将两种材料结合起来，我们可以最大限度地利用太阳光谱并增加发电量。我们所做的计算和工作表明，不久将有可能实现30%的效率。”和

但是，通过叠加两种材料来创建有效的串联结构并非易事。“硅的表面由一系列约5微米的金字塔组成，这些金字塔会捕集光线并阻止其反射。但是，表面纹理使其难以沉积均匀的钙钛矿膜，” Quentin Jeangros解释说。