贴上一层“薄膜”就可吸收所有可见光 硅光伏电池效率进一步提高
- 2022-07-21321
硅太阳能电池是指以硅为基体材料的太阳能电池,虽然硅太阳能电池的历史能够追溯到50多年前硅双极性器件出现的时期,但是实验室电池的性能和电池理论在最近十年才取得巨大进步。硅太阳能电池的应用前景目前,硅基电池已广泛应用于工业、农业、商业、通信、军事、航火等领域,还包括家用电器以及公用设施。
尽管它擅长吸收可见光光谱的红色端,但却几乎忽略了紫外线和蓝光等短波光线。因此,科学家们一直在试验不同的太阳能电池设计、材料和溶剂,以利用更多的光谱,但到目前为止,很难取得有意义的进展。
近日,纽约大学工学院的研究人员研制出了一种薄膜,可以将太阳光中的紫外线和蓝色光转化为近红外光。该薄膜由一种无机钙钛矿材料掺杂少量镱组成,钙钛矿善于吸收蓝光并将能量转移到镱上,镱以近红外光的形式转发,接着,这些红色光线就可以被硅太阳能电池接收。
这种薄膜可以用来提高现有硅太阳能电池的效率,从本质上说,它可以收集原本会被浪费的能量。在测试中,该团队发现这种薄膜可以以82.5%的效率将蓝光光子转化为红光。在后续的改进中,研究人员通过改变生产过程的温度将这一数字提高到了95%,并称可能还有上升的空间、甚至接近100%。并且该薄膜并不会阻挡原来可以被轻易吸收的其他波长的光。
这项研究成果已于近期发表在《材料视野》杂志上。