双面钙钛矿电池效率更高

据NREL研究人员计算，反射光可提高10%至20%的功率

美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的科学家表示，双面钙钛矿太阳能电池两面都受阳光照射，在总体成本较低的情况下，有潜力获得更高能源产量。

双面太阳能电池拥有双重性质，正面能够捕获直射阳光，背面能够捕获反射阳光，从而使这一类设备的性能优于单面太阳能电池。

Kai Zhu是NREL化学与纳米科学中心的高级科学家，也是新论文“高效双面单结钙钛矿太阳能电池”的主要作者，这篇论文发表在《Joule》期刊上，一些合著者来自NREL：Qi Jiang、Rosemary Bramante、Paul Ndione、Robert Tirawat、Joseph Berry。另一些合著者来自托莱多大学。Kai Zhu表示，“这种钙钛矿电池的任意一面都能高效运行。”

以前对双面钙钛矿太阳能电池进行过研究，但研究产出的设备与单面电池相比还不够好，目前单面电池效率为26%。NREL研究人员指出，理想情况下，双面电池的正面效率和背面效率都应接近性能最佳的单面电池。

研究人员能够制造出双面受到光照时，双面效率接近的太阳能电池。实验室测得正面光照效率达到23%以上。背面光照效率则约为正面光照的91%–93%。

构建电池之前，研究人员要靠光模拟和电模拟来确定所需厚度。电池正面的钙钛矿层必须足够厚，才能从太阳光谱的特定部分中，吸收大部分光子，但钙钛矿层太厚则会阻挡光子。在电池背面，NREL团队必须确定后电极的理想厚度，以最大限度减少电阻损耗。

Zhu表示，这些模拟指引双面电池的设计，如果没有模拟的协助，研究人员就必须通过实验生产一个又一个的电池，以确定理想厚度。研究人员发现钙钛矿层的理想厚度约为850 nm。

为了评估双面光照所获得的效率，研究人员将电池置于两个太阳模拟器之间。正面接收直射光，而背面接收反射光。随着反射光与正面光照的比率增加，电池的效率也随之提高。

虽然据研究人员预计，与单面太阳能模块相比，双面钙钛矿太阳能模块的制造成本更高，但随着时间的推移，双面模块最终可能获得更多财务投资，因为双面模块可多产10%至20%的电力。