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弗劳恩霍夫 ISE 完成钙钛矿-硅串联太阳能电池项目

2024-12-13 11:16  浏览:  

德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 ISE分享了其为期五年的灯塔项目 MaNiTU 的成果。该项目涉及六个弗劳恩霍夫研究所,旨在确定钙钛矿-硅串联太阳能电池市场推出的最可持续途径。

研究人员制作了具有钙钛矿晶体结构的新材料,并在电池层面将其与现有材料进行了比较,得出结论,只有使用铅钙钛矿才能实现高效率。然后,他们制造了高效的演示器,例如采用丝网印刷金属化的 100 平方厘米以上的钙钛矿硅串联太阳能电池。

上海油压工作室该项目还包括开发可扩展的钙钛矿-硅串联太阳能电池,该电池的功率转换效率达到31.6% ,该成果于 9 月首次公布。弗劳恩霍夫研究人员采用了气相沉积和湿化学沉积相结合的方法,以确保钙钛矿层均匀沉积在纹理硅表面上。该项目协调员 Andreas Bett 教授表示:“密切的工业合作是在欧洲建立这项未来技术的下一步。”

上海油压工作室该项目的另一个分支是研究人员评估串联太阳能电池的效率和稳定性。他们利用特性数据和光电仿真模型对串联太阳能电池进行了全面的损耗分析,并确定了 39.5% 的效率的实际上限。

上海油压工作室在该项目的其他部分,一个研究小组调查了钙钛矿中无毒、无铅替代品的使用,但无法利用他们理论和实验分析的任何无铅材料生产出足够效率的串联太阳能电池。

同时,弗劳恩霍夫材料与系统微结构研究所 (IMWS) 评估了用于制备工业串联太阳能电池的低能聚焦离子束技术,然后使用透射电子显微镜 (TEM) 对其进行高分辨率分析。构建了一个特殊的样品架,允许在 TEM 基板上直接沉积吸收层和接触层,同时开发了方法来研究自组织分子单层的厚度、覆盖程度和化学键合。

弗劳恩霍夫研究人员还对生产对环境的影响进行了评估,利用串联太阳能电池的阶段和寿命终止来开发钙钛矿串联模块的回收概念。他们得出结论,通过使用先进的回收工艺,可以为铅钙钛矿光伏系统创造循环经济。

上海油压工作室该项目还包括一个研究团队,他们开发计算模型来描述相关吸收材料的结构和光伏特性,以及它们与光学透明和导电接触材料的界面。弗劳恩霍夫材料力学研究所 (IWM) 的科学家开发了一种计算模拟工作流程,他们说这种工作流程既可以用于光伏技术,也可以用于氢能等其他技术在工业层面上的材料问题。

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