近日，德国柏林亥姆霍兹中心(HZB)的科学家声称已经研发出一种钙钛矿/硅串联太阳能电池，认证效率突破32.5%，创造了新的世界纪录效率。该纪录获得了美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的权威认证。

NREL 图表中的新世界纪录效率

钙钛矿/硅串联太阳能电池也叫做钙钛矿/晶硅叠层电池，是钙钛矿电池与传统硅基太阳能电池技术的结合。简而言之，就是指将钙钛矿电池串联在晶硅电池表面。

钙钛矿/硅串联太阳能电池的照片© Johannes Beckedahl/Lea Zimmerman/HZB

叠层技术是进一步提高效率从而降低光伏发电成本的有效途径。钙钛矿太阳能电池相比硅太阳能电池，能更有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，而硅太阳能电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光，因此，通过叠层方式组合这些高效的单电池，拓宽了吸收光谱，可以突破传统纯硅光伏电池的理论效率极限，进一步提升硅光伏电池的效率。

插图显示了串联太阳能电池的示意结构，底部电池由硅制成，顶部电池由钙钛矿制成。© Eike Köhnen/HZB

记录竞赛

在过去几年中，各种研究机构和公司不断提高电池效率，尤其是今年，研发进展可谓是神速。

2021年12月， 柏林亥姆霍兹中心 (HZB)突破了牛津光伏（Oxford PV）于2020年12月创造的29.52%的认证效率，创造了29.80%的新的世界纪录。

2022年7月，瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和瑞士电子与微技术中心(CSEM)宣布，合作创造了钙钛矿/硅叠层太阳能电池新的转化效率世界纪录，突破了30%的里程碑，其效率达到31.3%。与 2021 年的值相比，这是一个显著的效率飞跃。

如今，凭借 32.5% 的最新认证效率，柏林亥姆霍兹中心 (HZB) 再次刷新了纪录！

我们对新的电池效率感到非常兴奋，因为它表明钙钛矿/硅串联技术非常有希望为可持续能源供应做出贡献，”Steve Albrecht 教授说。

Steve Albrecht教授在HySPRINT钙钛矿实验室©HZB / M.Setzpfand

HySPRINT钙钛矿实验室

数次打破世界纪录， Steve Albrecht教授带领的HySPRINT创新实验室团队功不可没。光环加身的HySPRINT钙钛矿实验室是什么样的呢？今天小编就带你一探究竟。

该钙钛矿太阳能电池研发线由四个相互独立的功能区段连接而成：包括前驱体合成段，集成了甩胶机的湿法涂布段，钙钛矿和金属电极蒸镀段，超净层流保护下的大规模喷墨打印和狭缝涂布段。每一个功能段均集成于布劳恩惰性气体手套箱内，以保证器件的高性能，以及研发工艺的高可重复性。

钙钛矿和金属电极蒸镀段 © Michael Setzpfand/HZB

喷墨打印和狭缝涂布段

迈向量产之路：钙钛矿硅串联电池

然而，不得不提的是，这种破纪录的串联电池只有 1 平方厘米的实验室标准面积，并且部分是用不可扩展的工艺生产的。

因此，为了将串联太阳能电池从实验室规模转移到生产，HZB 正在与太阳能组件制造商梅耶博格合作，梅耶博格在硅组件的异质结技术 (HJT) 方面拥有丰富的专业知识。在此合作框架内，基于异质结技术的可量产硅底电池将与基于钙钛矿技术的顶电池相结合。

HZB 合作负责人 Bernd Stannowski 表示，此次合作将使用一个新的集群设施 (KOALA)。该设施全球独一无二的，可以在工业标准大型真空中生产大面积的钙钛矿/硅串联太阳能电池。如下图所示。该生产线由布劳恩研发生产，采用的是蒸镀法工艺。

在 HZB 运营的集群设施可以生产大面积的钙钛矿/硅串联太阳能电池。© B. Stannowski / HZB

作为惰性气体系统行业领导者，布劳恩洞察行业趋势，关注客户在未来的研发和生产方面的各种需求，传递最前沿、创新的理念，并用于研发、中试线和工业生产线中。无论客户提出何种需求，我们总能够提出最可靠的方案。

如果您想了解文中研发实验室以及生产线详细配置，敬请联系布劳恩！