中國的研究人員開發出一種創新的策略，以克服下一代太陽能電池中的關鍵性能瓶頸，實現了創紀錄的效率並顯著提高了其壽命。
這種新方法直接針對“光子損失”問題，這是限制雙面鈣鈦礦太陽能電池（Bi-PSCs）效能的主要因素。
一項新研究指出，光子損失是性能下降的主要原因，並提出了一種新技術來製作高品質的厚膜鈣鈦礦層。
研究指出：“本研究確定光子損失是導致雙面鈣鈦礦太陽能電池性能下降的主要因素。為了解決這個問題，提出了一種基於鈣鈦礦結晶動力學調控的高品質厚膜沉積方法。”
創紀錄的效率和穩定性
這一突破使得功率轉換效率（PCE）達到 23.4%，並將電流損失降低至僅 1.67 mA cm⁻²。
增強型太陽能電池還顯示出卓越的穩定性，在持續光照下，維持超過 80% 的初始性能超過 2,000 小時。
鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）因其卓越的性能和低成本製造而長期成為光伏領域的焦點。為了捕獲更多陽光，科學家們開發了可以從兩側吸收光的雙面版本。
研究人員補充道：“隨著對高效率和穩定太陽能電池需求的上升，傳統單面 PSCs 在光吸收和利用效率方面的局限性變得越來越明顯。為了解決這一挑戰，研究人員專注於雙面 PSCs（Bi-PSCs）的開發。”
解決 Bi-PSCs 的問題
然而，這些 Bi-PSCs 的設計存在一定的局限性。與傳統太陽能電池不同，它們使用的半透明後電極不具反射性，導致光線逸散並縮短光路，從而造成顯著的光子損失。
研究團隊指出：“儘管 Bi-PSCs 具有良好的潛力，但其性能尚未達到單面 PSCs 的水平，尤其是在短路電流密度方面，前側 PCE 最高僅達到 23.3%。”
為了解決這一問題，研究團隊專注於構建更厚的鈣鈦礦吸收層，以延長光的路徑並提升光子吸收。主要挑戰在於，從高度濃縮的溶液中製作這些厚膜往往會導致結晶不良，產生缺陷，影響性能和穩定性。
研究人員在新聞稿中強調：“為了克服這些挑戰，研究人員引入了一種多功能添加劑——1-乙基-3-胍基硫脲鹽酸鹽（EGTHCl），以精確調節高濃度前驅體的成核和結晶行為。”
這使得形成致密、均勻且高度結晶的薄膜，並消除了常見缺陷。
本研究提出了一個實用且可擴展的解決方案，以解決雙面鈣鈦礦設備中的光子損失問題。
研究團隊表示：“本研究為解決雙面鈣鈦礦設備中的光子損失提供了一條實用且可擴展的路徑，並為其高效且穩定的實際應用鋪平了道路。”
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