史上最高,新型串疊有機太陽能電池效率達 16.94%

作者 | 發布日期 2024 年 04 月 12 日 10:12 | 分類 太陽能 , 能源科技 line share follow us in feedly line share
史上最高,新型串疊有機太陽能電池效率達 16.94%


得益於 7 奈米透明銀薄片,西班牙將串疊型有機太陽能轉換效率拉到最高,功率轉換效率(PCE)達到 16.94%。

串疊型太陽能是提高電池發電表現的方法之一,皆由不同材料、能隙的太陽能電池,吸收更廣泛的日照光譜,西班牙光子科學研究所(ICFO)開發的串聯型有機太陽能則跟以前的不太一樣,為四接點(4-terminal)串疊有機太陽能。

串疊型電池的挑戰在於,兩種電池之間的電流須達平衡,材料也要夠透明、且堅固才能促進有效電荷重組。

而四接點太陽能電池的配置,主要是獨立連接透明的前電池與不透明後電池,因此有更彈性的電池選擇,電流匹配不再是限制因素,進而優化光子吸收並提高整體太陽能發電效率。

材料選擇與配置可更多元,團隊分別選用 PM6:L8-BO、 PTB7-Th:O6T-4F 混合物,後者更適合吸收光譜的紅外線部分,中間還放了 7 奈米薄的銀。ICFO 研究員兼第一作者 Francisco Bernal 表示,中間的透明銀電極身擔重任,足夠透明允許光線到達背面電池,同時保持高導電性以確保正面電池的最佳性能。

研究人員也透過太陽模擬器,測試新型太陽能電池在「一個太陽(1 Sun)」的照射下(無聚光條件)的太陽光電性能跟量子效率,實現 16.94% 功率轉換效率,這是目前最高紀錄,研究的作者指出,目前有機串聯裝置效率的官方紀錄為 14.2%,最新報告的四接點有機串聯太陽能的轉換效率僅 6.5%。

(首圖來源:ICFO