罗马大学 Tor Vergata的石墨烯旗舰研究人员、意大利理工学院(IIT) 及其衍生公司石墨烯旗舰准成员BeDimensional与 ENEA 合作，成功地将石墨烯与串联钙钛矿-硅太阳能电池结合，实现了高达 26.3%。此外，他们设想了一种新的制造方法，由于石墨烯的多功能性，可以降低生产成本，并可能导致大面积太阳能电池板的生产。基于石墨烯的串联太阳能电池的效率几乎是纯硅的两倍。
物理定律将硅太阳能电池的最大效率限制在 32%。出于这个原因，科学家们花了几十年的时间试图找到其他替代品，例如 III-V 族和钙钛矿。然而，后者存在一些制造挑战，而扩大太阳能电池板的生产是迈向成功的关键一步。对于“串联电池”，科学家们之前已经结合了硅和钙钛矿的优点——但是稳定性、效率和大规模制造似乎仍然是一个遥不可及的梦想。
但后来石墨烯开始发挥作用——它可能会改变游戏规则。Graphene Flagship 的研究人员发现了它在能量收集方面的潜力，事实上，他们已经专门开展了两个不同的面向行业的“先锋项目”来挖掘基于石墨烯的太阳能电池的可能性。这篇发表在能源研究领域参考期刊 Joule 上的新论文再次证明，石墨烯和相关的层状材料将使更高效、更具成本效益的大面积太阳能电池板商业化。
石墨烯旗舰合作伙伴罗马托维加塔大学的主要作者兼研究员 Aldo di Carlo 解释说：“我们制造石墨烯串联太阳能电池的新方法提供了双重优势。首先，它可以应用于增强所有不同类型的目前可用的钙钛矿太阳能电池，包括那些在高温下加工的太阳能电池。但更重要的是，我们可以使用广泛的“溶液制造方法”来整合我们的石墨烯，这是进一步在工业上部署我们的技术并提供大表面、石墨烯太阳能电池板的关键。 “
Graphene Flagship 衍生公司 BeDimensional 的合著者和联合创始人 Francesco Bonaccorso 说：“在 Graphene Flagship 的背景下提出的这种创新方法是开发串联太阳能电池的第一步，其效率高于极限单结硅器件。分层材料将是实现这一目标的关键。”。
石墨烯旗舰能源发电工作包负责人 Emmanuel Kymakis 表示：“在充分利用钙钛矿-硅串联 PV 概念之前，必须解决一些兼容性问题。这项开创性工作表明，GRM 墨水与 on-需求形态和串联结构中可调的光电特性，可以导致高通量工业制造。石墨烯和相关材料提高了这些设备的性能、稳定性和可扩展性。
“堆叠的硅-钙钛矿配置将作为新的石墨烯旗舰先锋项目 GRAPES 的基础，其中将进行石墨烯基钙钛矿-硅串联太阳能电池的试验线制造，为突破 30% 的效率铺平道路障碍和能源平准化成本的显着降低。”
石墨烯旗舰科技官兼管理小组主席 Andrea C. Ferrari 补充说：“自石墨烯旗舰开始以来，石墨烯和相关材料在太阳能发电中的应用被认为是战略重点。第一个今年将建立基于石墨烯的太阳能农场。这些新成果支持我们在接下来的 3 年中努力生产定义最先进技术的面板。这也表明石墨烯旗舰的工作如何与联合国的可持续发展密切相关目标。”
参考
机械堆叠的两端石墨烯基钙钛矿/硅串联太阳能电池，稳定效率为 25.9%。E. Lamanna、F. Mateocci、E. Calabrò、L. Serenelli、E. Salza、L. Martini、F. Menchini、M. Izzi、A. Agresti、S. Pescetelli、S. Bellani、A. Esaú Del Río Castillo , F. Bonaccorso, M. Tucci, A. Di Carlo。焦耳 2020，DOI：10.1016/j.joule.2020.01.015。