在太陽能物理學中，尺寸至關重要。來自德國的科學家可能剛剛解鎖了下一代清潔能源，他們在一塊比郵票還大的材料上產生了創紀錄的能量。來自赫爾莫霍茨柏林中心（Helmholtz-Zentrum Berlin，簡稱 HZB）和柏林洪堡大學的研究團隊創下了新的認證記錄。值得注意的是，這種定製的串聯太陽能電池能將 25.5% 的陽光轉換為電力，打破了他們去年創下的 24.6% 的前記錄。
這一成就的關鍵在於設備的尺寸。該電池的面積為 1.081 cm²。雖然這聽起來微小，但跨越 1 cm² 的門檻對於太陽能社區來説是一個巨大的挑戰。事實上，標準行業圖表，例如美國國家可再生能源實驗室（NREL）表，列出了小至 0.001 cm² 的微型電池。然而，享有盛譽的太陽能電池效率表，全球稱為「綠色表」，對此有嚴格的要求。該表格拒絕列出任何技術，除非其在大於 1 cm² 的面積上證明自己。
通過這一界限，柏林團隊從理論實驗室的噱頭進入了可擴展光伏的確定性登記。
德國科學家成功開發高效率串聯太陽能電池
與其使用單一材料，串聯太陽能電池將兩種不同材料堆疊在一起，類似於三明治。為了達成這一里程碑，團隊堆疊了兩種不同的薄膜材料。基層使用了銅、銦、鎵和硒（CIGS）層，然後在其上方覆蓋了具有高度適應性的晶體結構鈣鈦礦（perovskite）。每種材料都經過調整，以捕捉光譜中的不同部分。上層的鈣鈦礦材料能有效捕捉高能藍光並將其轉換為電力，而其他光線則直接穿過，進入底部的 CIGS 層，該層捕捉低能紅光和紅外光。
提高效率需要極高的精確度。瓜伊爾莫·法裏亞斯·巴蘇爾託（Dr. Guillermo Farias Basulto）調整了 CIGS 基層，以改變其能隙，更有效地捕捉光線。他解釋道：「為了在歐洲項目 SOLMATES 的框架內超越我們之前的里程碑，我們使用了具有不同能隙（即 1.05 eV 和 1.1 eV）的 CIGSe 底層電池，並使用了兩種具有相似特性的鋁摻雜氧化鋅的不同厚度。」
同時，化學家吳愛張（Wuai Zhang）系統性地篩選原子塗層，以防止電流在內部邊界處泄漏。張甚至調節了「巴基球」（Buckminsterfullerene）蒸發到微米級的 1 奈米鈍化層的速率，以流暢電流。這一切都奏效了。
該團隊已經證明其技術可以實現商業化。與柏林應用科學大學（HTW）合作，研究人員成功地將相同的材料堆疊擴展到 2.25 cm² 的迷你模塊，並保持了高達 19.7% 的效率。科學家們對這僅僅是開始充滿信心。法裏亞斯·巴蘇爾託表示，經過內部測試，改良架構的效率已達到高達 27.5%。物理學表明，30% 的障礙在可及範圍內。「我們目前電池架構中的物理學表明，25.5% 僅僅是邁向更高效率的墊腳石，因為我們的內部測試已經達到了 27.5% 的效率。」
這位研究人員指出。
這些薄膜 CIGS 和鈣鈦礦材料輕便且靈活。這一獨特的組合使得串聯太陽能電池可以應用於曲面，整合到建築窗户中，或安裝在車輛車頂上，因為標準的剛性面板在這些情況下並不實用。研究結果已發表在《Joule》期刊上。