鈣鈦礦串聯太陽能電池作為太陽能領域的未來之星,正吸引著全球科研人員的關注。這類下一代電池有望將太陽能模塊的轉換效率從當前的22%至25%提升至35%,甚至可能高達45%。盡管長期耐用性問題仍是討論的焦點,但最新測試表明,鈣鈦礦-硅串聯面板的退化程度與傳統硅模塊相當,這為其商業化應用提供了有力支持。
為了推動這一技術的發展,波茨坦大學的Felix Lang博士領導的研究團隊與柏林亥姆霍茲中心及柏林工業大學的研究人員攜手,首次發射了衛星任務,在太空中測試鈣鈦礦串聯太陽能電池。此次測試涉及的電池類型包括鈣鈦礦-硅和鈣鈦礦-CIGS(銅銦鎵硒),它們均被置于太空極端條件下,如高輻射和劇烈的溫度變化中,以檢驗其性能。
該衛星于2024年7月9日由歐洲航天局(ESA)從圭亞那航天中心成功發射升空,并在距離地球580英里的軌道上運行。這是一個在軌驗證立方體(OOV-Cube),由柏林工業大學和Rapid Cubes GmbH聯合開發。據Lang博士介紹,衛星已發回積極信號,顯示所有硬件均在正常運行,即使太陽能電池板未能完全對準太陽。
測試中,鈣鈦礦層負責吸收陽光中的藍綠色部分,而CIGS或硅層則吸收紅外光。這種配置可實現高功率轉換效率,其中鈣鈦礦-CIGS串聯技術類似于薄膜太陽能專家First Solar正在探索的技術路徑。
Lang博士樂觀預測,基于鈣鈦礦的太陽能電池(軟半導體)可能具備自愈特性,有助于其從損壞中恢復,從而在長期競爭中超越傳統太陽能技術。他的合作者,柏林亥姆霍茲中心的Steve Albrecht教授及其團隊,在鈣鈦礦硅太陽能電池開發方面處于領先地位,曾創下32.5%的世界紀錄,并對當前太空測試的太陽能電池開發做出了重要貢獻。他們正與韓華Q Cells合作,推動生產線建設。
此次太空測試標志著鈣鈦礦串聯太陽能電池向商業化應用邁出了重要一步,未來有望為太陽能行業帶來革命性變革。