高效率钙钛矿太阳能电池-热电叠层器件

【作者】 周养盈； 林红；

【机构】 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室清华大学材料学院；

【摘要】 光伏-热电（PV-TE）叠层器件能够对太阳光能和太阳热能均实现充分利用,因而被认为是可以最大化利用太阳能的有效途径。因此,我们开发了一种高效的四电极钙钛矿太阳能电池（PSC）-热电叠层器件。为了平衡光伏和热电的效率,从而最终实现叠层器件的高能量转换率,我们通过仿真和实验两种途径,探究了上层钙钛矿材料带隙对PSC-TE叠层器件的性能影响。两种方式均表明叠层器件的能量转换效率会在一定的钙钛矿带隙范围内达到峰值。实验发现,成分为CH₃NH₃Pb(I_0.95Br_0.05)₃的钙钛矿（其带隙为1.61 eV）,相应的PSC-TE叠层器件获得了超过23%的效率,其中18.3%来自于PSC的光电转换,其余的则来自热电模块对钙钛矿电池余热的热电转换。我们的工作验证了PSC的低效热能可以被热电模块有效地收集和再利用,从而在高效PSC的基础上,提供了一种有望继续大幅提升太阳能利用率的方式。更多还原