过氧化物太阳能电池,实验室里的追梦者
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早年,日本冲绳科学技术研究所已开发出兼具高转换效率和稳定性的过氧化物太阳能电池模块,并在《自然能源》科学期刊发表该研究成果。
当时的转换效率为16.6%,相关研究人员表示,该模块即使在经过2000小时的照射后,仍能保持约86%的初始性能。
基于过氧化物的太阳能电池可以使用刚性和柔性基材来制造,轻便灵活。过氧化物太阳能电池模块其转换效率高、制造成本低。但除了要提高其发电效率,还要要加大尺寸。
对于一个合格的商业化太阳能电池来说,量产是不可打破的规则。
过氧化物太阳能电池模块虽然在小面积电池已经实现了与晶硅相当的高效率,但很难实现均匀成膜,而且随着电池体积的增大,转换效率明显下降。
从理论上来说,过氧化物太阳能电池的功率转换效率可达30.5%左右。若要想达如此情况,必须提高过氧化物半导体的光电质量。
《纳米能源》一项新研究文章中,冲绳科技大学研究人员已经证明,以不同的方式创造过氧化物所需的原材料之一可能是这些电池成功的关键。研究人员表示,在金属卤化过氧化物中有一种叫做FAPbI3的必要的结晶粉末形成了金属卤化过氧化物的吸收层。之前是通过结合两种材料PbI2和FAI来制造的这种吸收层的,并反应产生FAPbI3。但这种方法并不是完美的,经常有一种或两种原始材料的残留物,其可能会阻碍太阳能电池的效率。
于是研究人员用一种更精确的粉末工程方法合成了结晶粉末。在使用其中一种原材料PbI2的基础之上,增加一些将混合物加热到90摄氏度、仔细溶解并过滤掉任何残留物等步骤,确保了产生高质量的粉末,达到完美的结构。
随着时间的推移,研究人员创造了一种效率超过25%的过氧化物基太阳能电池,效率与硅基太阳能电池相当。但在实验室规模的太阳能电池很小,每个电池的尺寸只有大约0.1平方厘米,还是无法改变过氧化物太阳能电池不能量产的事实。
要将这些新的太阳能电池移出实验室,必须在尺寸和长期稳定性方面进行升级。过氧化物太阳能电池在走出实验室到达商业化的过程还是需要很长一段时间。
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