创新设计：高性能串联太阳能电池的新型吸收器

来自 实验室仪器网

研究人员创造了钙钛矿-有机叠层太阳能电池的新纪录，在1cm内实现了26.4%的认证功率转换效率2设备。

这项发表在《自然》杂志上的研究揭示了他们如何开发太阳能电池，这是迄今为止同类设备中性能最高的设备。

他们的成就归功于一种新设计的窄带隙有机吸收剂。这种吸收器大大改善了近红外（NIR）光子的收集，解决了薄膜叠层太阳能电池中长期存在的挑战。

钙钛矿和有机半导体都具有广泛可调的带隙，这使研究人员能够开发这些具有良好理论效率的钙钛矿-有机串联太阳能电池。

钙钛矿-有机叠层太阳能电池重量轻、外形灵活，非常适合为直接在设备上运行的应用供电，例如无人机、可穿戴电子产品、智能织物和其他支持AI的设备。

尽管钙钛矿-有机叠层电池具有潜力，但由于缺乏高效的NIR薄膜吸收剂，它们在光伏研究中的进展一直缓慢。没有它们，这些串联太阳能电池就无法在NIR区域很好地捕获阳光，从而降低了它们的整体效率。

团队通过创建具有扩展偶联结构的不对称有机受体克服了这一困难。该受体允许吸收到近红外光谱深处，同时保持足够强大的驱动力，以实现有效的电荷分离并促进有序的分子堆积。

研究人员使用超快光谱和器件物理分析来证实，这种设计最大限度地减少了能量损失，并且还实现了高自由电荷载流子收集。

研究人员将这些电池堆叠在高效钙钛矿顶部电池下方，使用基于透明导电氧化物的互连器将两层连接在一起，从而在有机子电池的性能基础上构建。

新设计的串联电池在0.05cm内的功率转换效率为27.5%2样品，经测量为26.7厘米中的1%2设备。26.4%的功率转换效率经过独立认证，是类似尺寸的钙钛矿有机、钙钛矿-CIGS和单结钙钛矿电池的新基准。

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