太阳能电池板的设计是为了有效地将阳光转化为电能。然而,所有的光伏技术也会产生和散热。近日,阿卜杜拉国王科技大学Wolf Stefaan De、Xu Lujia研究了基于硅、钙钛矿及其在单片串联中的组合光伏(PV)技术的寄生加热起源。
本文要点:
1) 为了量化加热损失,作者引入了冷却分数(CS)作为一种新的简单指标,表示入射太阳辐照度对模块加热没有贡献的百分比,它是光伏组件的光学结构和功率转换效率(PCE)的函数,并可以在相同性能评估场景下对不同技术进行公平比较。硅单结器件具有最低的CS,这是由于它们的低带隙(导致显著的载流子热化损失)以及它们使用光捕获结构来增加它们的PCE,从而不增加亚带隙光子的寄生吸收。
2) 相反,钙钛矿单结器件由于其更宽的带隙和高的吸收系数,在所有研究的性能评估场景中都具有最高的CS,从而能够吸收有助于光电流的所有太阳光子,而不需要光捕获结构。虽然钙钛矿/硅串联将热化损失降至最低,但它们通常在底部电池中使用光捕获结构来增加PCE,从而降低CS。通过模拟和户外实验,作者证明了高效的模块冷却环境可以显著抑制与低CS相关的有害影响。
Lujia Xu et.al Parasitic Heating of Perovskite- and Silicon-Based Photovoltaics Adv Energy Mater 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300013
https://doi.org/10.1002/aenm.202300013