該太陽能電池由伍珀塔爾大學(xué)Thomas Riedel 教授的團(tuán)隊(duì)與科隆大學(xué)物理化學(xué)研究所的研究人員、波茨坦大學(xué)和蒂賓根大學(xué)以及柏林亥姆霍茲中心和杜塞爾多夫大學(xué)的其他項(xiàng)目合作伙伴共同開發(fā)。與丈夫位于埃森富斯的馬克斯普朗克研究所聯(lián)合開發(fā)。

研究結(jié)果已于今天（2022 年4 月13 日）發(fā)表在期刊《自然》（具有氧化銦互連的過氧化物/有機(jī)串聯(lián)太陽能電池）上。

主要基于半導(dǎo)體硅的傳統(tǒng)太陽能電池技術(shù)現(xiàn)在被認(rèn)為已經(jīng)“達(dá)到了瓶頸”。因此，很難提高光電轉(zhuǎn)換效率（即每瓦特太陽輻射收集更多瓦特的電力）。這使得我們更有必要開發(fā)新的太陽能技術(shù)，為能源轉(zhuǎn)型做出決定性的貢獻(xiàn)。

在這項(xiàng)工作中，結(jié)合了兩種這樣的替代吸收材料。這里使用的是有機(jī)半導(dǎo)體，它們是在一定條件下可以導(dǎo)電的碳基化合物。這些材料與基于鹵化鉛化合物的過氧化物配對(duì)，具有優(yōu)異的半導(dǎo)體性能。與傳統(tǒng)硅電池相比，這兩種技術(shù)在生產(chǎn)過程中需要的材料和能源要少得多，從而使太陽能電池更具可持續(xù)性。

在項(xiàng)目開始時(shí)，世界上最好的過氧化物/有機(jī)串聯(lián)電池的效率約為20%。在伍珀塔爾大學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)下，科隆研究人員與其他項(xiàng)目合作伙伴一起將這一值提高到了前所未有的24%。

“為了實(shí)現(xiàn)如此高的效率，必須最大限度地減少太陽能電池內(nèi)材料之間的界面損失，”科隆大學(xué)物理化學(xué)研究所的Selina Olthof 博士說。為了解決這個(gè)問題，伍珀塔爾的研究小組開發(fā)了一種所謂的互連裝置，可以通過電子和光學(xué)方式連接有機(jī)子電池和過氧化物子電池。

作為互連件，一薄層氧化銦被集成到太陽能電池中，厚度僅為1.5 納米，以盡可能降低損耗。科隆的研究人員在評(píng)估接口和互連的能量和電氣特性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，以便識(shí)別損耗過程并進(jìn)一步優(yōu)化組件。 Wuppertal研究小組的模擬結(jié)果表明，使用這種方法，未來有可能實(shí)現(xiàn)效率超過30%的串聯(lián)電池。