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新方法改进钙钛矿太阳能电池 综合效率达20.3%

来源:新华网 发布时间:2016-10-24 浏览:


   据美英研究团队报告说,他们用一种新方法加工制造
钙钛矿太阳能电池,使其光电转换效率接近传统的硅基太阳能电池,但成本便宜很多。

钙钛矿材料是指一类陶瓷氧化物,因类似结构最早在天然钙钛矿中被发现而得名。用钙钛矿材料可以制成太阳能电池,光电转换效率较高,近年来科学界一直看好其前景。但是它也有性能不稳定、易衰减的缺陷,一直没有成熟的产品。

美国斯坦福大学和英国牛津大学的研究人员用锡混合铅、铯、碘等其他几种常用物质,制造出新型钙钛矿材料。与目前的太阳能电池材料单晶硅相比,这种钙钛矿材料更薄,柔性更好,造价也更便宜。

据介绍,他们设计了一种新的、由两个串联的全钙钛矿太阳能电池组成的发电设备,能以20.3%的综合效率将太阳光能转化为电能,光电转换效率已接近现在市面上的硅基太阳能电池。

研究人员说,钙钛矿太阳能电池串联设备造价较低。生产硅基太阳能板首先需要加工成单晶硅,工艺要求1600摄氏度的高温,而制造钙钛矿太阳能电池,在实验室里就可以对锡、铅等常见物质加工,然后在常温下喷涂在玻璃上。

钙钛矿材料的稳定性一直是一个问题。安装在屋顶的硅基太阳能板通常能用25年甚至更长时间,但有些钙钛矿材料在潮湿或光照环境中退化很快。以前的实验显示,用锡制成的钙钛矿材料特别不稳定。

研究人员将他们用锡混合多种物质制成的钙钛矿太阳能电池和用锡制成的钙钛矿太阳能电池在100摄氏度的环境中放置了4天,发现前者的热稳定性和空气稳定性非常好,是后者从未具备的。

这一研究成果发表在新一期《科学》杂志上。研究负责人之一、美国斯坦福大学材料科学与工程学院教授迈克尔˙麦吉说,钙钛矿材料很有希望用来制造高效太阳能电池,同时降低制造成本。另一负责人、英国牛津大学物理学教授亨利˙斯奈思也认为,钙钛矿太阳能电池具有诸多优点,在可制造性和稳定性得到证明的情况下,将为光伏产业带来变革。

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