24%！新型钙钛矿光伏电池效率再创新高厚度仅1µm

财联社上海4月20日讯（编辑黄君芝）据报道，德国伍珀塔尔大学的研究人员最近开发出了一种新型有机钙钛矿太阳能电池。这种电池具有低界面损耗和高开路电压。开路电压为2.15V，短路电流为14.0mAcm²，填充因子为80%。最重要的是，这种电池的光电转换效率达到了24%的世界新纪录，而且仅有1µm的厚度。研究人员表示，“我们的太阳能电池可以在各种平滑的基板上应用——从建筑物正面、车顶，到手机背面、塑料箔，甚至可以集成到衣服中。”这项研究成果已经发表在《自然》杂志上。

传统的太阳能电池技术主要基于硅半导体，现在被认为已经达到了性能极限。因此，开发新的太阳能技术对能源转型至关重要。在这项新研究中，研究人员结合了两种替代吸收材料。他们使用了有机半导体，一种在特定条件下具有导电能力的碳基化合物。然后与基于铅卤化合物的钙钛矿搭配，这两种材料具有出色的半导体性能。

高效的太阳能电池必须将尽可能多的阳光转化为电能，因为阳光由不同的光谱成分（即颜色）组成。为了实现这个目标，可以采用串联电池的方式，其中太阳能电池中组合了不同的半导体材料，每种材料吸收不同范围的太阳光谱。研究中，有机半导体用于吸收光谱的紫外和可见光部分，而钙钛矿则有效吸收近红外光。过去已经探索过类似的材料组合，但是研究团队成功地提高了它们的性能。

为了实现如此高的转化效率，必须将太阳能电池内材料之间的界面损失降到最低。为了应对这个问题，科学家们开发了一种名为“互连体”的结构，用电子和光学方式将有机半导体电池和钙钛矿电池连接在一起。这种互连体中，一层薄的氧化铟被整合到太阳能电池中，厚度仅为1.5纳米，以尽量减少损耗。模拟结果表明，未来可以通过这种方法实现超过30%的效率。

研究人员表示，“在我们开始这个项目时，全球最好的钙钛矿/有机串联电池效率约为20%。而现在，我们的效率达到了24%，模拟测试表明，我们的概念应该可以让我们的效率超过30%。”