【摘 要】
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有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSC）因其优异的性能已成为光伏领域的研究热点。但是,由于其截止波长短,不仅造成了相当大的红外能量损失,而且还会引起工作温度的升高,这极大地影响了其长期稳定性。在此,我们展示了一种高效钙钛矿太阳能电池的叠层新策略,即用钙钛矿太阳能电池与热电器件进行叠层,达到提高光电转换效率和降低工作温度、提高电池长期稳定性的目的。利用理论模拟与实验研究结合的方式,分别从钙钛矿电池和热电
【机 构】
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清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室
【出 处】
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第二届全国太阳能电池材料与器件大会论文集
论文部分内容阅读
有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSC）因其优异的性能已成为光伏领域的研究热点。但是,由于其截止波长短,不仅造成了相当大的红外能量损失,而且还会引起工作温度的升高,这极大地影响了其长期稳定性。在此,我们展示了一种高效钙钛矿太阳能电池的叠层新策略,即用钙钛矿太阳能电池与热电器件进行叠层,达到提高光电转换效率和降低工作温度、提高电池长期稳定性的目的。利用理论模拟与实验研究结合的方式,分别从钙钛矿电池和热电器件的独立优化,光照强度优化,叠层器件光谱分配及结构设计等方面展开系统性调控,实现了器件效率及稳定性的大幅提升。使用带隙为1.61 eV的钙钛矿,在一个太阳光下效率可从18.0%提升至23.2%,在三倍光强下进一步达到25.0%。同时,叠层系统可使光照区域温度下降约10℃,器件光照及长期稳定性均有所提升。通过优化热电器件及冷却系统,对于不同组分钙钛矿太阳能电池,叠层器件相比单一PSC效率均能提升3-5%。这证明通过控制热流,PSCs产生的低品位热量可以被热电器件有效地回收利用,有利于实现光谱综合利用率及光-热-电综合转换率的提升。这种串联叠层结构为进一步提高基于PSCs的太阳辐射利用率提供了一条有前景的途径。
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