瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)(EPFL)和瑞士電子與微技術(shù)中心(CSEM)的研究員們表示，通過使用標(biāo)準(zhǔn)單晶電池、蒸發(fā)和自旋加工實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的全涂層工藝，令單晶硅和鈣鈦礦型層疊而成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)太陽能電池達到 25.2%，創(chuàng)下記錄。

EPFL 和 CSEM 表示, 這一簡單的制造技術(shù)可以直接融入現(xiàn)有生產(chǎn)線。根據(jù)新的建模方法, 電池轉(zhuǎn)換效率最終可以超過30%。

在串聯(lián)結(jié)太陽能電池中, 作為對硅電池的補充，鈣鈦礦材料能夠更有效地轉(zhuǎn)換藍光和綠光，而硅電池更擅長轉(zhuǎn)換紅光和紅外光。

研究的主要作者Florent Sahli和Jérémie Werner表示，“通過結(jié)合這兩種材料, 我們可以最大限度地利用太陽能頻譜, 提高發(fā)電量。我們所做的計算和工作表明， 30%的效率會很快成為現(xiàn)實。”他們的研究論文發(fā)表在科技期刊《自然-材料》上。

論文聯(lián)合作者Quentin Jeangros表示，“硅表面由約5微米的一系列金字塔結(jié)構(gòu)組成，這種金字塔結(jié)構(gòu)可以捕獲光線，防止光線反射。然而, 這種表面結(jié)構(gòu)也讓它難以均勻沉淀鈣鈦礦薄膜。”

新研究發(fā)現(xiàn)，一般來說, 液態(tài)鈣鈦礦材料自身可沉積在小塊測試玻璃板上, 然后利用旋轉(zhuǎn)涂層工藝獲得均勻涂層。然而, 當(dāng)沉積在傳統(tǒng)電池上時，由于傳統(tǒng)電池表面的絨面結(jié)構(gòu)，這種材料會在金字塔之間的山谷中聚積，而不會覆蓋山頂，這樣會降低效率、造成短路。

研究人員通過蒸發(fā)形成可以完全覆蓋金字塔的無機多孔基層, 這種方法可以保留通過旋轉(zhuǎn)涂層工藝添加的液體有機溶液。

基片被加熱到相對較低的150°C, 用于在硅金字塔頂部形成鈣鈦礦均質(zhì)膜結(jié)晶、提供均勻涂層以及消除金字塔山谷中聚積的材料。

EPFL光伏實驗室和CSEM光伏中心負(fù)責(zé)人Christophe Ballif解釋說，“我們建議利用已投入使用的設(shè)備, 這只需要增加幾個特定階段。制造商們不會采用全新的太陽能技術(shù), 他們只會簡單升級在運的硅基電池生產(chǎn)線。”