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國(guó)際聯(lián)合團(tuán)隊(duì)將鈣鈦礦和硅結(jié)合 可獲得更高的電池轉(zhuǎn)換效率

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:390次  |  2023年11月06日  

太陽能電池方面,兩種材料比一種更好,一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)已經(jīng)測(cè)試了一種新的材料和結(jié)構(gòu)組合,以提高太陽能電池的效率。


長(zhǎng)期以來,硅一直是太陽能電池的主要原料,這得益于其豐富的原材料。然而,鈣鈦礦作為一類有機(jī)-無機(jī)雜化材料,由于其低成本、大規(guī)模的制備和潛在的高性能,是一種可行的替代材料。雖然對(duì)于全面商業(yè)化來說,它們?nèi)匀惶环€(wěn)定,但到2022年可能會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)。


KAUST的MicheleDeBastiani和StefaanDeWolf與加拿大、德國(guó)和意大利的同事合作,現(xiàn)在表明兩者結(jié)合是最好的方法。通過優(yōu)化“串聯(lián)”裝置的材料組成和結(jié)構(gòu),該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了超越商業(yè)硅太陽能電池板的效率。


陽光,當(dāng)然,直接來自太陽,但照明也來自反射光從其他表面,稱為反照率。從背面和正面收集光線的設(shè)備架構(gòu)可以利用這種光源。德巴斯蒂亞尼解釋說:“我們的雙面天線陣?yán)藐柟庵鄙浜头凑章?,比傳統(tǒng)天線陣更有效地發(fā)電?!?/p>


他和他的團(tuán)隊(duì)從一個(gè)簡(jiǎn)單的硅設(shè)備結(jié)構(gòu)開始,它的頂部和底部都有紋理,以增強(qiáng)光的收集。然后他們用溶液處理的方法在上面沉積了一層薄薄的鈣鈦礦層。透明的背電極允許光線進(jìn)入,同時(shí)也允許電流流出。研究人員測(cè)試了五種鈣鈦礦材料,每種都有不同的化學(xué)成分,以增加對(duì)入射光的吸收。通過這種方式,他們能夠確定鈣鈦礦最匹配的電子特性的硅。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

“串聯(lián)結(jié)構(gòu)的一個(gè)限制是通過兩個(gè)子電池中較低部分的電流有限?!盌eBastiani說他們的串聯(lián)設(shè)計(jì)有一個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn):鈣鈦礦型子電池通過偷光產(chǎn)生比硅對(duì)應(yīng)電池更多的電流,否則會(huì)被底部子電池吸收?!?/p>


研究小組測(cè)試了他們的雙面裝置,并將其與類似的單面裝置在不同反照率的戶外環(huán)境下的性能進(jìn)行了比較,例如,明亮的砂巖或混凝土。他們發(fā)現(xiàn),在所有的條件下,雙面構(gòu)型都優(yōu)于單面構(gòu)型。


德巴斯蒂亞尼說:“我們現(xiàn)在正在研究鈣鈦礦的穩(wěn)定性,同時(shí)也在將技術(shù)擴(kuò)展到模塊級(jí)。為此,我們正在尋找行業(yè)合作伙伴和贊助商?!?/p>


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