據報道，德國伍珀塔爾大學(University of Wuppertal)的研究人員近期研發了一種具有低界面損耗和高開路電壓的有機鈣鈦礦太陽能電池。
該器件的開路電壓為2.15 V，短路電流為14.0 mA cm ，填充因子為80%。
最值得驕傲的是，這種新型鈣鈦礦有機串聯太陽能電池的光電轉換效率達到了24%，創下世界新紀錄，而它的厚度僅為1 m。
研究人員Kai Brinkmann表示，“我們的太陽能電池可以在人們能想到的幾乎任何光滑的基板上加工——從建筑物正面到車頂、手機背面，到塑料箔，甚至可以集成到衣服中。”
眾所周知，傳統的太陽能電池技術主要基于半導體硅，現在被認為是“已經達到性能極限”了。因此，開發新的太陽能技術，為能源轉型做出決定性貢獻，這一點非常重要。上述研究成果已于近期發表在了《自然》雜志上。
在新研究中，研究人員結合了兩種替代吸收材料。他們使用了有機半導體，這是一種在特定條件下可以導電的碳基化合物。然后與基于鉛鹵化合物的鈣鈦礦搭配，它們具有優異的半導體性能。
由于陽光由不同的光譜成分(即顏色)組成，因此高效的太陽能電池必須將盡可能多的陽光轉化為電能。這可以通過所謂的串聯電池來實現，其中不同的半導體材料組合在太陽能電池中，每種材料吸收不同范圍的太陽光譜。
據了解，在目前的研究中，有機半導體用于光的紫外和可見光部分，而鈣鈦礦可以有效地吸收近紅外光。過去已經探索過類似的材料組合，但現在研究團隊成功地提高了它們的性能。
研究人員解釋稱，為了實現如此高的轉化效率，必須將太陽能電池內材料之間的界面損失降到最低。為了解決這個問題，科學家們開發了一種所謂的“互連體”，將有機子電池和鈣鈦礦子電池以電子和光學方式耦合起來。
作為互連，一層薄薄的氧化銦被集成到太陽能電池中，其厚度僅為1.5納米，以盡可能降低損耗。模擬結果表明，未來可以通過這種方法實現效率超過30%的串聯電池。
研究人員說，“在我們開始這個項目的時候，世界上最好的鈣鈦礦/有機串聯電池的效率約為 20%。而現在，我們的效率是24%，模擬試驗表明，我們的概念應該可以讓我們的效率超過30%。”
