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英國《自然能源》（Nature energy）雜志近日發表的最新研究成果顯示，一個國際聯合團隊已經成功制造出鈣鈦礦/硅雙層單片電池。在室外條件下，雙面串聯太陽能電池的效率超過了任何商業硅太陽能電池板。這也是首次通過實驗清楚地證明了雙面串聯器件優越的性能。

鈣鈦礦型太陽能電池是以鈣鈦礦型有機金屬鹵化物半導體為吸光材料的第三代太陽能電池。具有成本低、光電轉換效率高、商業潛力大等特點。

研究小組分析了在各種真實光照和反照率條件下獲得最佳電流匹配所需的鈣鈦礦帶隙。新型雙面系列太陽電池的主體由硅層和鈣鈦礦層組成，并與許多其它化合物相結合。由于鈣鈦礦結構的禁帶較窄，透明背電極的器件結構依賴于反照率來增強底部電池和鈣鈦礦頂部電池的電流產生。

此外，該團隊還首次報告了在單面am1.5g（太陽能轉換系統標準測試參考光譜）陽光下，經認證的雙面串聯配置，功率轉換效率大于25%，室外實驗場發電密度可達26mwcm-2。通過對比不同反照率下的性能，研究團隊得出結論：利用環境中的漫反射，雙面單片鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池的性能優于單面鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池。

研究人員說，串聯裝置的復雜性是主要挑戰。這項研究涉及14種材料，每種材料都必須經過“完美優化”。

雖然傳統的串聯太陽能電池也可以通過吸收額外波長的光來轉化為電能，但科學家們已經證明，使用雙面串聯結構可以超過目前公認的串聯結構的性能極限。這種由傳統的硅襯底和鈣鈦礦結構組成的新系統，不僅可以收集更多的能量，而且可以捕獲大量從地面反射和散射的廢光，從而提高串聯太陽能電池的效率。