從效率上看，過氧化物燃料電池的運(yùn)用比例在十年多一點(diǎn)的時(shí)間里急劇上升，從2009年的4%以下上升到2021年的25%以上，以至于現(xiàn)在可以與硅基太陽(yáng)能電池匹敵。在所謂的串聯(lián)電池中，它的效果甚至更好，在這種電池中，多層材料被堆疊在一起，以收集來自太陽(yáng)的不同波長(zhǎng)的光。例如，Perovskit-硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池最近超過了30%的效率里程碑。

在這項(xiàng)新的研究中，一個(gè)來自多倫多大學(xué)的工程師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造并測(cè)試了一個(gè)全過氧化物串聯(lián)太陽(yáng)能電池。一個(gè)太陽(yáng)能電池怎么可能是全過氧化物而仍然是串聯(lián)的呢?這是因?yàn)樵摬牧系暮穸群突瘜W(xué)成分可以被調(diào)整，使其能夠利用太陽(yáng)光譜的不同部分，因此兩種不同的材料可以結(jié)合在一個(gè)設(shè)備中。

"在我們的電池結(jié)構(gòu)中，頂部的過氧化物層有一個(gè)更寬的帶隙，它在光譜的紫外線部分以及一些可見光中吸收良好，"該研究的共同牽頭人李崇文說。"底層有一個(gè)狹窄的帶隙，它更多地被調(diào)整到光譜的紅外部分。在這兩者之間，我們可以實(shí)現(xiàn)覆蓋比用硅材料吸收更多的光譜。"

使用這種設(shè)計(jì)，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告說，一個(gè)尺寸為1平方厘米(0.15英寸)的太陽(yáng)能電池的最大效率為27.4%，這將是這種類型的電池的新紀(jì)錄，并且對(duì)于任何類型的太陽(yáng)能電池來說都令人印象深刻。然而，該團(tuán)隊(duì)并沒有聲稱自己是冠軍，因?yàn)槊绹?guó)國(guó)家能源局之前的獨(dú)立認(rèn)證記錄了26.3%的效率，而全過氧化物串聯(lián)太陽(yáng)能電池比目前的官方紀(jì)錄保持者僅差0.1%。

該電池確實(shí)在其電壓表現(xiàn)方面取得了新的紀(jì)錄。該團(tuán)隊(duì)測(cè)量的開路電壓為2.19伏，是所有全過氧化物串聯(lián)太陽(yáng)能電池中最高的。

這兩個(gè)令人印象深刻的數(shù)據(jù)都是由于在過氧化物吸光層和攜帶電子的層之間的界面上進(jìn)行了調(diào)整。研究小組發(fā)現(xiàn)，電場(chǎng)在整個(gè)過氧化物的表面并不一致，這意味著一些電子會(huì)流失到電路中。因此，研究小組添加了一層被稱為1,3-丙二銨(PDA)的薄涂層，它使表面的電荷分布更均勻。

該團(tuán)隊(duì)表示，未來的工作將集中在通過使電池更穩(wěn)定、增加電流和擴(kuò)大電池的尺寸來提高太陽(yáng)能電池的效率。