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近日，德國柏林亥姆霍茲中心(HZB)的科學家聲稱已經研發出一種鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池，認證效率突破32.5%，創造了新的世界紀錄效率。該紀錄獲得了美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的權威認證。

NREL 圖表中的新世界紀錄效率

鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池也叫做鈣鈦礦/晶硅疊層電池，是鈣鈦礦電池與傳統硅基太陽能電池技術的結合。簡而言之，就是指將鈣鈦礦電池串聯在晶硅電池表面。

鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池的照片? Johannes Beckedahl/Lea Zimmerman/HZB

疊層技術是進一步提高效率從而降低光伏發電成本的有效途徑。鈣鈦礦太陽能電池相比硅太陽能電池，能更有效地利用高能量的紫外和藍綠可見光，而硅太陽能電池可以有效地利用鈣鈦礦材料無法吸收的紅外光，因此，通過疊層方式組合這些高效的單電池，拓寬了吸收光譜，可以突破傳統純硅光伏電池的理論效率極限，進一步提升硅光伏電池的效率。

插圖顯示了串聯太陽能電池的示意結構，底部電池由硅制成，頂部電池由鈣鈦礦制成。? Eike K?hnen/HZB

記錄競賽

在過去幾年中，各種研究機構和公司不斷提高電池效率，尤其是今年，研發進展可謂是神速。

2021年12月， 柏林亥姆霍茲中心 (HZB)突破了牛津光伏（Oxford PV）于2020年12月創造的29.52%的認證效率，創造了29.80%的新的世界紀錄。

2022年7月，瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和瑞士電子與微技術中心(CSEM)宣布，合作創造了鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池新的轉化效率世界紀錄，突破了30%的里程碑，其效率達到31.3%。與 2021 年的值相比，這是一個顯著的效率飛躍。

如今，憑借 32.5% 的最新認證效率，柏林亥姆霍茲中心 (HZB) 再次刷新了紀錄！

我們對新的電池效率感到非常興奮，因為它表明鈣鈦礦/硅串聯技術非常有希望為可持續能源供應做出貢獻，”Steve Albrecht 教授說。

Steve Albrecht教授在HySPRINT鈣鈦礦實驗室?HZB / M.Setzpfand

HySPRINT鈣鈦礦實驗室

數次打破世界紀錄， Steve Albrecht教授帶領的HySPRINT創新實驗室團隊功不可沒。光環加身的HySPRINT鈣鈦礦實驗室是什么樣的呢？今天小編就帶你一探究竟。

該鈣鈦礦太陽能電池研發線由四個相互獨立的功能區段連接而成：包括前驅體合成段，集成了甩膠機的濕法涂布段，鈣鈦礦和金屬電極蒸鍍段，超凈層流保護下的大規模噴墨打印和狹縫涂布段。每一個功能段均集成于布勞恩惰性氣體手套箱內，以保證器件的高性能，以及研發工藝的高可重復性。

鈣鈦礦和金屬電極蒸鍍段 ? Michael Setzpfand/HZB

噴墨打印和狹縫涂布段

邁向量產之路：鈣鈦礦硅串聯電池

然而，不得不提的是，這種破紀錄的串聯電池只有 1 平方厘米的實驗室標準面積，并且部分是用不可擴展的工藝生產的。

因此，為了將串聯太陽能電池從實驗室規模轉移到生產，HZB 正在與太陽能組件制造商梅耶博格合作，梅耶博格在硅組件的異質結技術 (HJT) 方面擁有豐富的專業知識。在此合作框架內，基于異質結技術的可量產硅底電池將與基于鈣鈦礦技術的頂電池相結合。

HZB 合作負責人 Bernd Stannowski 表示，此次合作將使用一個新的集群設施 (KOALA)。該設施全球獨一無二的，可以在工業標準大型真空中生產大面積的鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池。如下圖所示。該生產線由布勞恩研發生產，采用的是蒸鍍法工藝。

在 HZB 運營的集群設施可以生產大面積的鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池。? B. Stannowski / HZB

作為惰性氣體系統行業領導者，布勞恩洞察行業趨勢，關注客戶在未來的研發和生產方面的各種需求，傳遞最前沿、創新的理念，并用于研發、中試線和工業生產線中。無論客戶提出何種需求，我們總能夠提出最可靠的方案。

如果您想了解文中研發實驗室以及生產線詳細配置，敬請聯系布勞恩！