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Die Stromerzeugung aus Photovoltaik ist eine neue Kraft in der globalen grünen Transformation. Das wissenschaftliche Forschungsteam des Beijing Institute of Technology und anderer inländischer Einheiten hat zusammengearbeitet und die technischen Schwierigkeiten bei der Herstellung von Solarzellen mit Perowskit-/kristallinem Siliziumstapel erfolgreich überwunden und einen Perowskit-/kristallinen Siliziumstapel mit einem photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad von 32,5 % entwickelt Langzeitbetriebsstabilität. Die entsprechenden Ergebnisse wurden am 2. in der internationalen Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

Derzeit sind kristalline Siliziumzellen die am weitesten verbreiteten Solarzellen in Produktion und Leben, deren photoelektrischer Umwandlungswirkungsgrad etwa 26 % beträgt. Die Perowskit/kristalline Silizium-Stapelzelle ist ein neuartiger Solarzellentyp, der aus einer Kombination von kristallinem Silizium und Perowskit besteht, um Licht zu absorbieren. Im Vergleich zu herkömmlichen kristallinen Siliziumzellen zeichnet er sich durch niedrige Stromerzeugungskosten und eine hohe photoelektrische Umwandlungseffizienz aus . Während des Herstellungsprozesses dieses neuen Batterietyps traten seit langem häufig Probleme wie ungleichmäßige Perowskitfilme und schlechte Kristallqualität auf, die zu Defekten im Endprodukt führten und die photoelektrische Umwandlungsrate und Lebensdauer beeinträchtigten.

Das Bild zeigt den Prototyp einer gestapelten Solarzelle aus Perowskit und kristallinem Silizium, die vom Forschungsteam des Beijing Institute of Technology und anderen entwickelt wurde. (Foto mit freundlicher Genehmigung des Interviewpartners)

„Um diese Art von Tandembatterie herzustellen, wird zunächst eine Schicht Perowskit-Vorläuferflüssigkeit auf die kristalline Siliziumzelle plattiert. Wenn die Vorläuferflüssigkeit trocknet, bildet sie nach und nach Kristallkeime und kristallisiert und „wächst“ schließlich zu einem Perowskitfilm mit großer Bandlücke.“ Aufgrund der vielfältigen Komponenten und der komplexen Impfkristallphase in Perowskit-Materialien ist der „gewachsene“ Film jedoch ungleichmäßig“, sagte Chen Qi, Professor am Institute of Frontier Interdisciplinary Science am BIT. Das Team schlug auf innovative Weise eine Perowskit-Kristallisation mit großer Bandlücke vor Die Strategie besteht darin, der Vorläuferlösung langkettige Alkylamine zuzusetzen, um das „Wachstum“ hochwertiger Kristallkeime zu beschleunigen und das „Wachstum“ minderwertiger Kristallkeime zu hemmen, wodurch ein einheitliches, hochwertiges Breitband entsteht. Bandlücken-Perowskitfilm.

Chen Yihua, Assistenzprofessor an der School of Materials Science and Technology am BIT, stellte vor, dass das Team auf der Grundlage dieser innovativen Idee 1 Quadratzentimeter große bzw. 25 Quadratzentimeter große Perowskit/kristallines Silizium-Stapelzellen mit entsprechenden photoelektrischen Umwandlungswirkungsgraden von 32,5 % hergestellt hat. und 29,4 %. Beide sind besser als herkömmliche kristalline Silizium-Solarzellen. Darüber hinaus zeigte das Beispiel nach dem Maximum-Power-Point-Tracking-Test eine langfristige Betriebsstabilität.

Chen Qi sagte, dass dieser Erfolg eine wichtige technische Grundlage für die Entwicklung von gestapelten Perowskit-/kristallinen Silizium-Solarzellen bildet und voraussichtlich deren industrielle Anwendung fördern, die Effizienz der Photovoltaik-Stromerzeugung verbessern und zur grünen und kohlenstoffarmen Energieumwandlung beitragen wird . (Reporter Zhao Xu)