透明导电电极成钙硅串联太阳能电池效率提升“拦路虎”?研究揭关键影响

   发布时间:2025-12-19 20:12 作者:陆辰风

牛津大学科研团队近期在钙钛矿-硅串联太阳能电池领域取得重要突破,其研究成果揭示了透明导电电极(TCE)对器件性能的显著影响。研究团队通过构建新型光电模型发现,传统TCE设计导致的效率损耗远超行业预期,这一发现为提升串联电池商业化进程提供了关键理论支撑。

该研究首次量化了串联光伏系统中TCE引发的复合损耗机制。主要研究者Sebastian Bonilla指出,现有光学模型无法准确评估TCE的横向电阻特性,特别是在双面受光配置下,电极间距、薄层电阻与金属遮光之间的几何关联会形成多重制约。这种制约导致功率输出存在根本性限制,而当前效率计算体系尚未充分反映这些关键参数。

研究团队开发的统一光电模型整合了抗反射涂层、溅射缓冲层及电极间距优化等工程要素,通过Python电子电路仿真框架PySpice实现参数化扫描。模型验证显示,单层TCE结构即可造成2%的效率损失,而实际应用中采用的中间层+背面层复合结构,其性能衰减更为显著。实验数据与模型预测高度吻合,证实通过优化氧化铟锡(ITO)沉积工艺、调整抗反射涂层或引入原子层沉积阻挡层,可实现最先进串联电池的效率跃升。

这项发表于《Joule》的研究成果突破了传统认知局限。Bonilla强调,TCE虽被视为理想组件,但其电阻损耗与光学吸收特性正在形成被低估的技术壁垒。研究提出的跨学科建模方法不仅适用于钙钛矿-硅体系,更可推广至任意双吸收层材料组合,为高效光伏器件设计提供了通用分析工具。

行业动态方面,由亚化咨询主办的第八届钙钛矿与叠层电池技术论坛将于2026年4月在常州启幕。会议议程涵盖工业化制备技术、效率提升策略、稳定性研究及多元应用场景等核心议题。与会专家将深入探讨大面积钙钛矿组件的制造工艺突破、叠层电池结构设计优化,以及在建筑光伏一体化、消费电子、新能源汽车等领域的创新应用方案。

 
 
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