夏季太阳:集中光伏;抗反射太阳能电池;钙钛矿新纪录。
集中光电
宾夕法尼亚州立大学和伊利诺伊大学香槟分校的工程师们测试了一种新的聚光光伏他们说，这种太阳能电池每天能比标准的硅太阳能电池多产生50%以上的能量。
硅太阳能电池板目前在市场上占主导地位，效率为15%至20%，与此相反，聚光光伏(CVPs)将阳光集中到更小但效率更高的太阳能电池上，如卫星上使用的太阳能电池，使整体效率达到35%至40%。目前的CPV系统很大——有广告牌那么大——并且必须在白天旋转以跟踪太阳。这些系统在有充足空间和阳光直射的开阔田野中工作得很好。
宾夕法尼亚州立大学电气工程助理教授Chris Giebink说:“我们正在尝试在传统硅太阳能电池板的外形上创建一个高效的CPV系统。”
为了做到这一点，研究人员将微小的多结太阳能电池，大约半毫米见方，嵌入在两片塑料透镜阵列之间滑动的玻璃片中。整个装置大约有两厘米厚，跟踪是通过在透镜阵列之间横向滑动太阳能电池片来完成的，而电池板则固定在屋顶上。一整天的追踪需要大约一厘米的移动。
聚光光伏系统显示顶部透镜;中间可见的黑色小方块是太阳能电池，远离它的线是接触线。来源:宾夕法尼亚州立大学Giebink实验室)
CVP原型包含一个微电池和一对聚焦阳光600次以上的透镜，并与商用硅太阳能电池一起进行了一整天的测试。
CPV系统的效率达到30%，而硅电池的效率只有17%。根据研究团队的说法，CPV系统在一整天中产生的能量比硅多54%，如果避免强烈阳光对微电池的加热，则可以达到73%。
Giebink指出，在将该系统扩展到更大的区域并证明它可以长期可靠地运行方面，仍存在重大挑战，但他仍然保持乐观。
“有了正确的工程设计，我们正在考虑效率的逐步变化，这可能会在从屋顶到电动汽车的应用中有用——实际上，在有限的区域内产生大量太阳能是非常重要的。”
防反射太阳能电池
大阪大学的研究人员发现了一种方法，通过修改电池的表面纹理来提高太阳能电池的光收集和能量转换效率反射更少的光而不会显著增加成本。
“未经改造的硅太阳能电池以反射的形式扔掉光能，所以大多数太阳能电池都有某种防反射涂层，”第一作者Daichi iriishika说。然而，传统的抗反射涂料生产成本昂贵，特别是覆盖大面积。
Irishika说:“为了避免使用这些额外的涂层，我们使用简单的湿处理直接在硅表面制造了一个亚微米结构，使电池具有自己的抗反射涂层。”
超低反射率多晶硅晶片处理前后。(来源:大阪大学)
此前，该团队使用一种基于表面结构化学转移(SSCT)方法的成本低得多的工艺制造了低反射硅电池，以制造所谓的黑硅。用化学方法处理硅电池的正面会产生微小的亚微米硅结构，这种结构可以防止光线反射，并呈现黑色外观。研究小组还开发了一种方法，将具有巨大表面积的亚微米硅结构钝化，通过沉积磷硅酸盐玻璃，然后进行热处理，防止复合损失。这种方法可以同时形成pn结来分离光生电子和空穴，因此不需要额外的过程。
基于他们的方法，该团队在硅电池的背面创建了更粗糙的捕光微结构，以捕获更多的红外光。
大阪大学教授小林光(Hikaru Kobayashi)表示:“制造非常高效的太阳能电池很重要，但我们也应该考虑用于提高效率的任何工艺的经济性和实用性。我们开发的湿法工艺简单而有效，我们对黑硅的研究在制造具有成本效益的硅太阳能电池板方面具有实际应用。”
钙钛矿新纪录
UNIST、韩国化学技术研究院(KRICT)和汉阳大学的研究人员共同制定了一项新的研究记录对于钙钛矿太阳能电池的效率，小电池的性能达到22.1%，1平方厘米电池的性能达到19.7%。
之前的记录是由EPFL的一个团队创造的21.1%的效率。
最新成果背后的关键是减少无机-有机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)缺陷的方法。
在衬底上形成致密均匀的薄层是制备高性能PSCs的关键。通过降低开路电压和短路电流密度来降低电池性能的缺陷状态的浓度需要尽可能低。
该团队仔细控制了钙钛矿层的生长条件，在有机阳离子溶液中引入额外的碘离子，通过分子内交换过程形成钙钛矿层，降低了深层缺陷的浓度。
UNIST能源化学工学院教授石相日(音)表示:“制造高性能太阳能电池的关键是减少将阳光转化为电能时产生能量损失的材料缺陷。“我们的研究提出了一种抑制深层缺陷形成的新方法，从而创造了PSCs效率的新记录。”
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安装成本是屋顶的问题，而不是面积或电池的成本。
对于电动汽车来说，容量因素是主要问题，CPV似乎是一个很好的理想。最初的实现可以简单地利用固定镜头来控制成本和机械体积。