北京
这些轻量高效电池可用于太空太阳能发电，在极端地外条件下确保可靠性能。
串联太阳能电池正崛起为下一代光伏解决方案的领跑者。该技术有望帮助未来卫星和太空数据中心依靠超轻量太阳能供电。
在这一方向上，韩国能源研究院（KIER）的研究人员创下了钙钛矿/CIGS串联太阳能电池效率的新世界纪录，推动了下一代高效薄膜太阳能技术的发展。
KIER实现了实验室测量效率27.0%和官方认证效率26.7%。德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所对结果进行了官方认证。该成果现已被列入美国落基山国家实验室的“最佳研究电池效率图表”。
这种串联太阳能电池将钙钛矿层堆叠在CIGS层之上，以同时捕获不同波长的太阳光，形成轻量、柔性且高效的薄膜器件。
“这一成果的重要意义在于，通过在钙钛矿与CIGS集成过程中最大限度减少潜在的界面损耗和光学损耗，电池效率和稳定性都得到了提升。由此获得的效率还经过了世界知名机构的官方认证，并被认定为世界纪录级性能，彰显了韩国的技术竞争力。”领导该研究的KIER高级研究员郑仁英表示。
串联架构
为了突破硅太阳能电池板的物理效率极限，科学家将顶部钙钛矿层与底部铜铟镓硒（CIGS）层堆叠在一起，以捕获不同波长的光而不增加额外重量。
钙钛矿与CIGS构成了串联太阳能电池的理想科学组合，因为它们互补的带隙使二者能够以最小的能量损失分割并吸收太阳光谱。顶部钙钛矿层吸收高能蓝光和紫外光，同时让较长波长穿透至底部CIGS层，由后者高效捕获剩余的低能近红外光。
尽管组合这些精密薄膜通常会造成损伤并阻挡光线，但特殊的保护层和改进的电极克服了这些组装难题，从而最大程度提升功率输出。
KIER团队通过发明一种先进的界面保护层并重新设计透明顶部电极解决了这一问题。这同时降低了电学损伤和有害的光吸收，使原始实验室测试效率提升至27%。
“所开发的技术有望提高单位面积发电量，从而拓展光伏发电的潜在应用范围。”研究人员表示。
超越此前纪录
这一进展显示出韩国在下一代薄膜太阳能技术领域的强大竞争力。凭借26.7%的效率，KIER超越了此前由首尔国立大学与KIST联合团队在一年前创下的26.3%的纪录。
据报道，这一26.7%的纪录适用于小面积实验室研究电池（小于1 cm²）。
此前，德国亥姆霍兹柏林中心（HZB）与洪堡大学保持着有效面积超过1 cm²的钙钛矿-CIGS串联太阳能电池25.5%的世界纪录效率。该基准经欧洲太阳能测试装置（ESTI）正式验证，表明高效薄膜架构在超越亚厘米级实验室器件之外的放大方面取得了技术进展。
得益于柔性轻量的薄膜设计，这些电池非常适合集成到建筑和车辆中，以及重量和空间受限的太空应用场景，如小型卫星和轨道数据中心。
KIER目前正与产业合作伙伴合作，将这些微小的实验室样品放大为大型商业组件。
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