鉅大LARGE | 點擊量：464次 | 2023年07月11日
福州大學開發出雙面kesterite太陽能電池 可用于外太空和室內光伏設備
Kesterite（硫銅錫鋅礦）是下一代薄膜太陽能電池中最有前途的光吸收材料之一。然而，到目前為止，它只在研究層面找到了有限的應用，其效率一直徘徊在10%左右。
Kesterites是由豐富的元素組成的，最常見的是銅、錫、鋅和硒。與銅銦鎵硒（CIGS）化合物不同，所有這些材料都有完善的供應鏈，可以吸收太陽能行業的一些額外需求，而不會有大問題。
考慮到這一點，中國福州大學的一組研究人員已經開發出一種靈活的雙面kesterite（CZTSSe）光伏設備，他們說這種設備適用于室內和外太空的光伏應用。
這種kesterite太陽能電池具有對稱的配置，兩邊的結構和形態都相同。正面和背面的電池堆都沉積在鉬（Mo）箔上。每個電池的有效面積為0.21平方厘米，其電極由二硒化鉬（MoSe2）、CZTSSe層、硫化鎘（CdS）緩沖層、氧化鋅（ZnO）層、氧化銦錫（ITO）透明導電涂層和銀（Ag）構成。
為了降低制造成本，該研究小組決定通過循環旋涂方法在箔的兩面沉積相同的層。研究人員解釋說：“旋涂和退火過程通過在正面和背面交替進行重復九次，以獲得雙面預制的CZTSSe薄膜。CdS層是通過化學浴沉積（CBD）方法沉積的。制造過程還包括硒化處理和真空方法進行濺射和蒸發。”
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
雙面太陽能電池在正面達到了9.3%的效率，開路電壓為436mV，短路電流為33.76mA/cm2，填充因子為63.2%。至于背面，該電池的功率轉換效率達到9.0%，開路電壓為434mV，短路電流為33.7mA/cm2，填充系數為61.7%。在強度為1.5-18.5mW/cm2的弱LED光照下，這些器件也顯示出6-8.8%效率的良好性能。
未封裝的電池被放在一個老化箱中，在標準的"一個太陽"的強度下連續照耀數天，每天測試一次。經過14天的測試，該裝置顯示出與最初的性能相比，退化了不到5%。
據其創造者稱，這種雙面光伏裝置可以被彎曲和拉伸而不影響其電力轉換效率。兩個電池能夠在不同的光照下獨立工作，通過并聯電路共同輸出電流。科學家們總結說："雙面裝置可以直接利用全方位的燈光，并通過基片旋轉產生周期性的可變電流。對雙面柔性CZTSSe太陽能電池的研究為室內裝飾品集成光伏提供了一個新的前景。"
該裝置在發表于《自然通訊》的論文《用于室內光伏應用的新型對稱雙面柔性CZTSSe薄膜太陽能電池》中有所描述。
