这种材料可能会挤压太阳能电池板的更多能量


来源:   时间:2020-01-14 18:10:41


澳大利亚和中国的研究团队正在逐步接近可能会给整个行业带来革命性变化的太阳能电池设计,但仍然存在许多障碍。www.bzfc.net

关键在于钙钛矿,这种晶体结构是在1800年代中期在俄罗斯首次发现的。工程师们希望使用这种材料来制造更便宜,更高效的太阳能电池板,这有可能与流行且更耐用的硅基电池板配合使用。

这种材料可能会挤压太阳能电池板的更多能量

澳大利亚国立大学(ANU)的研究科学家兼教授托马斯·怀特(Thomas White)说:“现在非常重视提高效率,这就是为什么突然出现这些串联方法的原因。”

他说,另一个原因是:“降低制造成本的难度越来越大。”

怀特等人说,取得进展的关键在于提高能量转换效率,即面板将太阳光能量直接转换为电能的程度。

研究人员说,硅基光伏(PV)面板的效率通常为16%至18%,而硅PV效率的理论极限为29%。

研究表明,钙钛矿太阳能电池板的效率可以高达35%,同时还可以通过减少制造过程中的某些步骤来降低成本。

怀特在一次采访中说:“它们的优点在于您可以通过解决方案对其进行处理。”“与硅不同,您必须经过非常工业化的提炼才能获得非常高纯度的硅,我们将这些材料有效地以粉末形式购买,将它们混合到溶剂中,然后我们可以旋涂它们或将它们涂成非常薄的形式。在玻璃基板上分层,如果您可以按比例放大,可能会使其非常便宜。”

潜力吸引了注意力和支持。

澳大利亚可再生能源局(ARENA)最近宣布了资金,以支持针对先进太阳能光伏能源应用的研发。另外还有1500万美元可用于研发团队,以解决报废的太阳能光伏解决方案,尤其是“通过使用串联材料提高硅基太阳能光伏的成本效益”。

ARENA已获得澳大利亚国立大学和中国太阳能电池板制造巨头JinkoSolar科学家的支持,旨在加大钙钛矿太阳能技术商业化的研发力度。

出现了一些许诺的早期迹象。

去年,ANU团队宣布了更大的钙钛矿太阳能电池的记录,该实验室的效率达到21.6%。美国和韩国的研究人员已经实现了24.2%的钙钛矿转化效率,但ANU表示,其团队的里程碑标志着“一定规模以上的钙钛矿电池有史以来最高的转化率”。

在有关太阳能光伏未来的最新报告中,国际可再生​​能源机构(IRENA)将钙钛矿描述为当今太阳能技术研究中的“最有希望的材料之一”,“一种非常善于吸收光的矿物”和“非常好”。易于在实验室制作。”

IRENA说,值得关注钙钛矿太阳能的研发,但该机构警告说,中国,澳大利亚,美国和其他研究计划破解将其实现商业化的规范还需要一段时间。

最大的障碍仍然是耐久性-钙钛矿晶体的分解速度比硅快。

IRENA解释说:“由于晶体易于溶解,因此它们无法应对潮湿条件,因此需要通过封装(例如通过氧化铝层或密封的玻璃板)进行防潮保护。”

澳大利亚国立大学的怀特承认这种缺陷。他补充说,钙钛矿也不能像硅一样吸收热量。

他说:“目前的主要挑战是稳定。”“我们仍在努力使它们足够稳定,以至于您希望将它们放在屋顶上25年。因此,这仍然是一个尚未解决的问题。”

他认为这是一个可以克服的挑战,特别是通过ARENA倡导的“串联”方法,钙钛矿与硅层结合在一起可以极大地提高阳光能量的转化并提高耐用性和稳定性。串联方法的主要好处是更好的能量捕获。

“如果将两种太阳能电池材料放在一起,您可以优化一个太阳能电池吸收蓝光和绿光,从而提供高能量,而另一个太阳能电池针对红外光进行了优化,” White补充道。“如果将两者放在一起,将一个堆叠在另一个之上,那么效率极限将大大提高。”

总部位于阿拉伯联合酋长国阿联酋阿布扎比的IRENA认为,“如果可以克服这些障碍,该技术就有可能改变太阳能光伏产业。”

该机构总结说:“钙钛矿电池具有改变太阳能动力和经济性的潜力,因为它们比太阳能电池便宜生产,并且可以在相对较低的温度下生产,与硅不同。”

中国和美国大学的工程师在最新一版的科学杂志《高级功能材料》中深入研究了钙钛矿太阳能电池的研究状况。他们的论文承认了提高稳定性的问题,但同时强调了“钙钛矿太阳能电池效率的惊人进步”。

尽管如此,该团队得出的结论是,下一步必须着重于使钙钛矿具有与硅一样的耐用性,然后才能实现商业化。

怀特同意了。他说:“这将在未来几年制造或破坏钙钛矿。”

  版权及免责声明:凡本网所属版权作品,转载时须获得授权并注明来源“环球光伏网”,违者本网将保留追究其相关法律责任的权力。凡转载文章,不代表本网观点和立场。

延伸阅读

最新文章

国投电力2019年光伏发电量9.30亿千瓦时 同比增长97.86% 国投电力2019年光伏发电量9.30亿千瓦时 同比增长97.86%

精彩推荐

产业新闻

华为哈萨克斯坦新年视频:宁可向前一步死,绝不退后半步生! 华为哈萨克斯坦新年视频:宁可向前一步死,绝不退后半步生!

热门推荐