鈣鈦礦太陽能電池壽命延至30年
科技日報北京6月16日電 (實習記者張佳欣)據最新一期《科學》zazhibaodao,meiguopulinsidundaxueyanjiurenyuankaifachulediyigejuyoushangyekexingxingdegaitaikuangtaiyangnengdianchi,zhebiaozhizheyizhongxinxingdekezaishengnengyuanjishudezhongyaolichengbei。該團隊預計,他們的設備可在超過行業標準的情況下運行大約30年,遠遠超過太陽能電池20年壽命的門檻。
該設備不僅經久耐用,還符合通用的能效標準。這是此類電池中第一個可與矽基電池性能相媲美的電池。
鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)是(shi)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)特(te)殊(shu)晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)的(de)半(ban)導(dao)體(ti),非(fei)常(chang)適(shi)合(he)用(yong)於(yu)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)。它(ta)們(men)可(ke)在(zai)室(shi)溫(wen)下(xia)製(zhi)造(zao),使(shi)用(yong)的(de)能(neng)源(yuan)比(bi)矽(gui)少(shao)得(de)多(duo),因(yin)此(ci)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)更(geng)低(di),更(geng)可(ke)持(chi)續(xu)。
早期的鈣鈦礦型太陽能電池(PSC)在2009—2012年間問世,隻能持續幾分鍾。2017年的紀錄是電池在室溫連續照明下工作了一年,而新設備能在類似實驗室條件下運行5年。研究人員表示,這一創紀錄的設計突顯了PSC的耐用潛力,特別是作為推動太陽能電池技術超越矽極限的一種方式。
此次,研究人員對不同材料進行了分層,以優化光吸收,同時保護最脆弱的區域不受照射。他們在兩個關鍵成分之間開發了一層超薄的“二維覆蓋層”:吸收鈣鈦礦層和由銅鹽及其他物質製成的荷電層。目標是防止鈣鈦礦半導體在幾周或幾個月內燒毀。
研yan究jiu人ren員yuan還hai對dui這zhe些xie設she計ji進jin行xing了le數shu十shi次ci排pai列lie,改gai變bian幾ji何he結jie構gou中zhong的de微wei小xiao細xi節jie及ji覆fu蓋gai層ceng數shu,並bing嚐chang試shi了le數shu十shi種zhong材cai料liao組zu合he。實shi驗yan結jie果guo顯xian示shi,新xin設she備bei在zai平ping均jun溫wen度du約yue為wei35℃且連續照明至少5年的情況下,可發揮出80%以上的峰值效率。
研究人員表示,從長遠來看,鈣鈦礦可在室溫下製造,其製造可避免燃燒大量的化石燃料。但新技術的開發並不意味著PSC將在很大程度上取代矽設備,而是對舊技術的補充,從而使太陽能電池板更便宜、更高效、更耐用,並將太陽能擴展到現代生活中更多新領域。
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