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一種新型串聯(lián)太陽能電池（tandem solar cell），根據(jù)轉換成電能的光子的比例來衡量，其效率達到24%。該團隊表示，這一結果創(chuàng)下了迄今為止使用有機和鈣鈦礦基吸收劑組合（combination of organic and perovskite-based absorbers）所達到的最高效率的新紀錄。
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該太陽能電池由由Wuppertal大學的Thomas Riedl教授和Cologne大學物理化學研究所的研究小組共同開發(fā)。研究結果發(fā)表在4月13日的Nature雜志上，題為“氧化銦鈣鈦礦/有機串聯(lián)太陽能電池”（Perovskite/organic tandem solar cells with indium oxide interconnect）。

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研究團隊表示，傳統(tǒng)的太陽能電池技術主要以硅為基礎，在大多數(shù)情況下，許多人認為它“已經(jīng)很好了”，“很難期望它們的效率有顯著的提高，因此，開發(fā)能夠對能源轉型作出決定性貢獻的新太陽能技術變得更加必要?！?/p>

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在這項研發(fā)中，結合了兩種這樣的替代吸收材料。研發(fā)中使用的有機半導體，是一種在一定條件下可以導電的碳基化合物。它們與一種鈣鈦礦（perovskite）配對，這種鈣鈦礦基于鉛鹵素化合物（lead-halogen compound），具有優(yōu)異的半導體性能。與傳統(tǒng)的硅電池相比，這兩種技術生產(chǎn)所需的材料和能源都要少得多，這使得制造更具可持續(xù)性的太陽能電池，成為可能。

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陽光由不同波長的光波組成，高效的太陽能電池必須將盡可能多的光波轉換成電能。這可以通過所謂的串聯(lián)電池實現(xiàn)。在這種電池中，不同的半導體材料結合在一起，每種材料吸收不同范圍的太陽光譜。在 Wuppertal-Cologne 的這項研究中，有機半導體用于光的紫外線和可見光部分，而鈣鈦礦在近紅外線部分有效吸收。

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類似的材料組合以前也曾被探索過，但研究團隊現(xiàn)在已經(jīng)成功地顯著提高了它們的性能。在項目開始時，之前最好的鈣鈦礦/有機串聯(lián)電池的效率約為20%。而這項研究則將效率提升至前所未有的24%。

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Cologne大學物理化學研究所的Selina Olthof博士評論說：“為了達到如此高的效率，太陽能電池內部材料之間的界面損失必須最小化?！薄盀榱私鉀Q這個問題，Wuppertal小組開發(fā)了一種互連方式，將有機亞細胞和鈣鈦礦亞細胞在電子和光學上耦合起來?！?/p>

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作為互連層，在太陽能電池中集成了一層薄薄的氧化銦，厚度為1.5 nm，以盡可能地降低損耗。Cologne的研究人員在評估界面和互連線的能量和電性能方面發(fā)揮了關鍵作用，以便識別損耗過程并進一步優(yōu)化組件。

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Wuppertal的研究小組進行的模擬測試表明，采用這種方法，未來可以實現(xiàn)效率超過30%的串聯(lián)電池。