一直活躍于納米和數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域的比利時國際研發(fā)和創(chuàng)新機(jī)構(gòu)Imec宣布，在鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池上采用交叉背接觸(IBC)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率為27.1%。與從事該技術(shù)研發(fā)的其他公司和研究機(jī)構(gòu)類似，Imec表示，通過對其鈣鈦礦材料進(jìn)行精心設(shè)計，效率可達(dá)30%以上。這進(jìn)一步證明了該技術(shù)能夠為現(xiàn)有光伏技術(shù)降本增效的應(yīng)用前景。

實(shí)現(xiàn)27.1%轉(zhuǎn)化效率的串聯(lián)電池包括0.13cm 2的鈣鈦礦層，堆疊在4cm 2硅IBC電池的頂部。當(dāng)鈣鈦礦層延伸至覆蓋整個4平方厘米時，研究人員記錄的電池效率為25.3%，他們指出這仍然是單獨(dú)使用硅電池23%效率的改進(jìn)。 “主要的影響是由4cm²模塊中從小區(qū)域單電池到串聯(lián)互連電池的互連損耗造成的，”Imec薄膜光伏研發(fā)經(jīng)理Tom Aernouts解釋道。 “[透明電極中存在]小的串聯(lián)電阻損耗，但主要是用于互連的電池之間的一些區(qū)域損耗。我們正在努力進(jìn)一步減少這些損失。

研究人員還指出，如果經(jīng)過精心設(shè)計，半透明鈣鈦礦層可以最大限度地減少硅電池中發(fā)生的熱損失。該團(tuán)隊還指出，帶隙調(diào)整是實(shí)現(xiàn)這一效率水平的關(guān)鍵發(fā)展。 “我們兩年來一直在研究這種串聯(lián)技術(shù)，”Imec研究員Manoj Jaysankar解釋道。 “與以前版本的最大區(qū)別在于鈣鈦礦吸收劑的工程和加工，調(diào)整其帶隙以優(yōu)化硅的串聯(lián)配置的效率。”

雖然鈣鈦礦材料在非實(shí)驗室條件下的穩(wěn)定性問題一直是阻礙其實(shí)現(xiàn)量化生產(chǎn)的主要問題，但I(xiàn)mec與其他研究小組一起表示，該領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。 “長期穩(wěn)定性的限制裝置目前確實(shí)是鈣鈦礦電池或組件，”Aernouts解釋說。 “這里使用的鈣鈦礦材料的固有穩(wěn)定性足以在85°C下進(jìn)行熱測試超過1000小時，這是典型的IEC標(biāo)準(zhǔn)測試條件。此外，到目前為止，我們還沒有觀察到在組件配置中從單個電池到互連電池時對穩(wěn)定性的任何負(fù)面影響。對鈣鈦礦的進(jìn)一步穩(wěn)定性測試正在進(jìn)行中，并且通常在提高鈣鈦礦PV器件的穩(wěn)定性方面取得了良好進(jìn)展。“

來自Imec的團(tuán)隊現(xiàn)在將專注于推動其串聯(lián)電池的效率超過30%，并邀請整個供應(yīng)鏈的公司與之合作。 Aernouts表示，這種提高效率的途徑將集中在微調(diào)材料和使用新配置：“在這種4T配置中，通過更精細(xì)地調(diào)節(jié)電極的透明度可以獲得進(jìn)一步的改進(jìn)，以減少損失和范圍效率為30%，“，“我們還將研究2T配置，其中中間電極的光學(xué)邊界條件確實(shí)更不嚴(yán)格，允許更好的光耦合。”

Imec的最新效率記錄接近英國/德國的鈣鈦礦專家Oxford PV，該產(chǎn)品在1cm²串聯(lián)電池上的效率達(dá)到27.3%。