基于钙钛矿的太阳能电池，由于其简单且具有成本效益的生产工艺以及优异的性能，被广泛认为是目前占主导地位的硅电池的接班人，现在是深入研究的主题。
来自弗劳恩霍夫太阳能研究所和华沙大学物理系的一组科学家在《先进材料界面》杂志上发表了具有显着改善的光电性能的钙钛矿光伏电池。正如本文所示，减少下一代电池的光损耗是其更广泛实施的关键挑战之一。
考虑到面板效率和装机容量，光伏发电在过去20年里经历了重大发展，自2000年以来，全球光伏发电装机容量增长了惊人的1000倍。
硅一直是生产光伏板最常用的材料，但目前基于这种元素的电池正在接近其物理效率极限。因此，科学家们正在积极探索创新的解决方案，旨在提高电池效率，同时实现更便宜、更环保的生产。
钙钛矿基电池满足这两个标准，效率超过26%，使用成熟的化学方法生产容易且具有成本效益。目前，世界上许多研究机构都在致力于提高它们的效率和对大气条件的抵抗力。他们面临的挑战之一是钙钛矿电池与硅电池的集成，同时减少反射和寄生吸收的损失。
为了最大限度地减少这些损失，硅电池通常使用高腐蚀性化学剂蚀刻，这一过程在表面上产生微观金字塔图案，有效地减少了整个设备的反射，从而增加了设备产生的电流。不幸的是，钙钛矿对许多化学物质都很敏感，这就是为什么到目前为止，通过微创溅射应用的平面抗反射涂层效果较差的原因。
在发表在《先进材料界面》杂志上的一项研究中，科学家们使用纳米印迹方法在钙钛矿太阳能电池的顶部创造了一种高效的蜂窝状对称抗反射结构。这项技术允许在非常大的表面上生产纳米级结构，超过100平方厘米。
华沙大学物理系的研究员Maciej Krajewski说:“这种方法保证了大表面设备生产过程中的可扩展性，这在迫切需要向可再生能源转型的背景下至关重要。”与以前使用平面抗反射层的电池相比，这种改进的样品显示出更高的效率。
除了提高效率之外，发表的工作的另一个重要发现是，该层的应用程序不会损坏钙钛矿，从而为使用针对特定电池结构量身定制的其他结构提供了可能性。到目前为止，科学家们将类似的抗反射结构应用于单独制备的层，这些层通过另一种技术过程转移，这种技术过程不可避免地是小规模的，并且容易损坏活性层。
通过采用直接纳米压印方法，可以在单一工艺过程中大规模制造整个器件，这对于降低整体器件成本至关重要。
此外，所应用的方法与串联配置兼容，即结合硅和钙钛矿电池，为其应用开辟了全新的可能性。因此，有可能直接将该过程转移到新兴的光伏体系结构中，这可能导致效率的进一步提高。发表的结果为利用纳米压印技术生产具有杰出光电性能的新型光伏器件铺平了道路。
更多信息:Maciej Krajewski等人，钙钛矿太阳能电池的滚轴纳米印迹蜂窝结构高效减反射涂层，先进材料界面(2023)。DOI: 10.1002 / admi.202370076引用本文:具有结构化抗反射层的高效钙钛矿电池(2023年，10月6日)检索自https://techxplore.com/news/2023-10-efficient-perovskite-cells-anti-reflective-layer.html，该文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
