從效率上看，過氧化物燃料電池的運用比例在十年多一點的時間里急劇上升，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，以收集來自太陽的不同波長的光。例如，Perovskit-硅串聯(lián)太陽能電池最近超過了30%的效率里程碑。
在這項新的研究中，一個來自多倫多大學的工程師團隊創(chuàng)造并測試了一個全過氧化物串聯(lián)太陽能電池。一個太陽能電池怎么可能是全過氧化物而仍然是串聯(lián)的呢?這是因為該材料的厚度和化學成分可以被調整，使其能夠利用太陽光譜的不同部分，因此兩種不同的材料可以結合在一個設備中。
"在我們的電池結構中，頂部的過氧化物層有一個更寬的帶隙，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。"底層有一個狹窄的帶隙，它更多地被調整到光譜的紅外部分。在這兩者之間，我們可以實現(xiàn)覆蓋比用硅材料吸收更多的光譜。"
使用這種設計，該團隊報告說，一個尺寸為1平方厘米(0.15英寸)的太陽能電池的最大效率為27.4%，這將是這種類型的電池的新紀錄，并且對于任何類型的太陽能電池來說都令人印象深刻。然而，該團隊并沒有聲稱自己是冠軍，因為美國國家能源局之前的獨立認證記錄了26.3%的效率，而全過氧化物串聯(lián)太陽能電池比目前的官方紀錄保持者僅差0.1%。
該電池確實在其電壓表現(xiàn)方面取得了新的紀錄。該團隊測量的開路電壓為2.19伏，是所有全過氧化物串聯(lián)太陽能電池中最高的。
這兩個令人印象深刻的數(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行了調整。研究小組發(fā)現(xiàn)，電場在整個過氧化物的表面并不一致，這意味著一些電子會流失到電路中。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。
該團隊表示，未來的工作將集中在通過使電池更穩(wěn)定、增加電流和擴大電池的尺寸來提高太陽能電池的效率。
