钙钛矿串联太阳能电池作为太阳能领域的未来之星,正吸引着全球科研人员的关注。这类下一代电池有望将太阳能模块的转换效率从当前的22%至25%提升至35%,甚至可能高达45%。尽管长期耐用性问题仍是讨论的焦点,但最新测试表明,钙钛矿-硅串联面板的退化程度与传统硅模块相当,这为其商业化应用提供了有力支持。
为了推动这一技术的发展,波茨坦大学的Felix Lang博士领导的研究团队与柏林亥姆霍兹中心及柏林工业大学的研究人员携手,首次发射了卫星任务,在太空中测试钙钛矿串联太阳能电池。此次测试涉及的电池类型包括钙钛矿-硅和钙钛矿-CIGS(铜铟镓硒),它们均被置于太空极端条件下,如高辐射和剧烈的温度变化中,以检验其性能。
该卫星于2024年7月9日由欧洲航天局(ESA)从圭亚那航天中心成功发射升空,并在距离地球580英里的轨道上运行。这是一个在轨验证立方体(OOV-Cube),由柏林工业大学和Rapid Cubes GmbH联合开发。据Lang博士介绍,卫星已发回积极信号,显示所有硬件均在正常运行,即使太阳能电池板未能完全对准太阳。
测试中,钙钛矿层负责吸收阳光中的蓝绿色部分,而CIGS或硅层则吸收红外光。这种配置可实现高功率转换效率,其中钙钛矿-CIGS串联技术类似于薄膜太阳能专家First Solar正在探索的技术路径。
Lang博士乐观预测,基于钙钛矿的太阳能电池(软半导体)可能具备自愈特性,有助于其从损坏中恢复,从而在长期竞争中超越传统太阳能技术。他的合作者,柏林亥姆霍兹中心的Steve Albrecht教授及其团队,在钙钛矿硅太阳能电池开发方面处于领先地位,曾创下32.5%的世界纪录,并对当前太空测试的太阳能电池开发做出了重要贡献。他们正与韩华Q Cells合作,推动生产线建设。
此次太空测试标志着钙钛矿串联太阳能电池向商业化应用迈出了重要一步,未来有望为太阳能行业带来革命性变革。