德国亥姆霍兹柏林材料和能源中心 (HZB) 的一组研究人员在其位于德国的一个设施中对标准钙钛矿太阳能电池进行了为期4年的室外测试，发现与传统太阳能电池相比，钙钛矿光伏设备可能会受到更强的季节性影响。
科学家们表示，这是迄今为止在钙钛矿光伏户外数据集上进行的最长时间的测试，缺乏长期的追踪记录仍然是其商业化成熟的最大障碍之一，因为相较效率，设备的长期稳定性仍然是研究和工业层面的巨大未知数。
他们的测量是在柏林的一个室外试验场进行的，测试采用标准的玻璃对玻璃叠层钙钛矿太阳能电池，该电池由氧化铟（ITO）衬底、2PACz层、能带隙为1.65 eV的钙钛矿吸收器、巴克敏斯特富勒烯 (C60) 制成的电子传输层（ETL）、氧化锡（SnOx）缓冲层和铜（Cu）金属触点组成。
研究人员解释说：“展示的设备是我们在户外监测过的最稳定的设备；因此，这个数据集非常适合讨论季节性影响。”同时，他们还指出，被测试的设备夏季暴露在高辐照度和高温条件下，冬季暴露在低辐照度和低温条件下。
在4年分析期结束时，学者们发现钙钛矿电池提供了良好的“夏季至夏季”稳定性，设备在前两个夏季的性能损失最小，在接下来的夏季中，其性能损失小于15%。相比之下，这些设备在冬季的效率比夏季低30%。
研究人员确定了导致这种性能差异的四个因素：光谱条件的变化；温度系数的影响；电流密度-电压（J-V）特性的滞后和相关的MPP跟踪损耗；以及所谓的钙钛矿“亚稳态”，它包括所有导致钙钛矿降解的过程。
对于第一个因素——太阳光谱的季节变化——研究小组发现，在相同的辐照水平下，它们会导致夏季和冬季产生的电流相差10%。研究人员指出：“由于纬度对季节性气团变化的影响，与柏林相比，靠近赤道的地方，其季节性光谱变化不那么明显。因此，在我们所处的位置观测到的由于光谱位移而产生的相对较高的电流变化，在离赤道更近的位置会有所减少。”
至于温度变化，这主要取决于项目的位置，研究人员观察到，它们的影响在很大程度上与电池的状态和使用年限相关。 亚稳态分析表明，光辐照是最常见的问题。
“与条件不太有利的地区相比，全年日照和环境温度高的地区的光辐照损失可能低两倍以上，” 研究人员指出，“在研究的钙钛矿太阳能电池中，这些损失与J-V迟滞的大小有关，在老化设备和低工作温度下，J-V迟滞会显著增加。因此，在第三和第四个冬季，观察到设备的发电量减少了。
该研究小组总结说，需要更准确的数据来了解观察到的季节性因素的真实程度，尽管他们也表示，测试提供了令人满意的结果，显示“这项技术有潜力达到当前商业化光伏技术的运行寿命要求”。 他们的研究结果发表于《先进能源材料》杂志，报告的题目为“钙钛矿太阳能电池的季节性：基于4年户外数据的洞见”。
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