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钙钛矿太阳能电池

科普小知识2022-10-03 22:52:34
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钙钛矿太阳能电池,科学家们在最新研究中发现,一种钙钛矿结构的有机太阳能电池的转化效率或可高达22.1%,为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍,能大幅降低太阳能电池的使用成本。相关研究发表在最新一期的《自然》杂志上。

中文名:钙钛矿太阳能电池

外文名:Perovskite-BasedSolarCells

研究领导者:安德鲁˙阿姆

发布杂志:《自然》

特点:降低太阳能电池的使用成本

1、概况

钙钛矿太阳能电池是《科学》杂志评选的2013年度国际上十大科技突破之一,是一种有望进一步降低光伏发电价格的新型光伏体系。武汉理工大学程一兵团队多年来致力于该光伏产品组件的生产技术开发工作。

2、特性

钙钛矿太阳能电池,科学家们在最新研究中发现,一种钙钛矿结构的有机太阳能电池的转化效率或可高达50%,为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍,能大幅降低太阳能电池的使用成本。相关研究发表在最新一期的《自然》杂志上。

尽管研究团队还没有演示以新材料为原料制造的高效太阳能电池,此项研究已成为此前诸多研究强有力的补充,证明了拥有独特晶体结构的钙钛矿有望改变太阳能产业的面貌。当前市场上占主流的太阳能电池以硅和碲化镉为材料,达到目前的转化效率历时10多年;而钙钛矿只花了短短4年时间的研究,有鉴于此,即使业界保守人士也对钙钛矿非常看好。


钙钛矿

该研究的领导者、宾夕法尼亚大学能源创新研究中心联合主任安德鲁˙阿姆表示,以新式钙钛矿为原料制造的太阳能电池能将大约一半的太阳光直接转化为电力,为目前的2倍,因此,只需一半太阳能电池就可提供同样的电力,这将大大减少安装成本,从而让总成本显著降低。

另外,阿姆说,与传统太阳能电池材料不同,新材料并不需要电场来产生电流,这将减少所需材料的数量,产生的电压也更高,从而能增加能量产出;而且,新材料也能很好地对可见光做出反应,这对太阳能电池来说意义重大。

研究人员也证明,新材料稍作改变就能有效地将不同波长的太阳光转化为电力,科学家们可借此制造出拥有不同层的太阳能电池,每层吸收不同波长的太阳光,从而显著提高能效。

不过,有专家则强调,尽管这些属性非常有用,但阿姆团队要想制造出可用的钙钛矿太阳能电池还有很长的路要走。首先,这种太阳能电池产生的电流很低。

3、科研团队

2017年诺贝尔化学奖大热技术—钙钛矿太阳能电池,武汉理工大学程一兵团队已取得实质性突破,与理想的大规模应用越来越近。

程一兵在他的实验室接受科技日报记者独家采访时说:该团队开发的5cmx5cm塑料基板柔性钙钛矿太阳能电池组件,8月8日通过国家光伏质量监督检验中心第三方认证,获得了组件转换效率11.4%的结果,远超日本东芝公司于今年9月25日宣布的5cmx5cm柔性钙钛矿太阳能电池组件10.5%的转换效率世界纪录。10cmx10cm玻璃基板钙钛矿太阳能电池组件制备技术也获得重大突破,在国家光伏质量监督检验中心验证的组件效率为13.98%,居国际同类产品第三方论证效率首位。

科睿唯安发布了2017年的各奖项“引文桂冠奖”。自2002年以来,45位获得“引文桂冠奖”的科学家荣膺诺贝尔奖,因此该奖被认为是“诺奖风向标”。

2017年,科睿唯安化学领域获得“引文桂冠奖”的有三项。其中第三项授予日本的宫坂力(TsutomuMiyasaka)、韩国的朴南圭(Nam-GyuPark)以及英国的亨利·J·斯内斯(HenryJ.Snaith),他们因为发现并应用钙钛矿材料实现有效能量转换而获奖。

北京时间2017年10月4日2017年诺贝尔化学奖就将揭晓,程一兵在获知“钙钛矿太阳能电池技术”成为2017年诺贝尔化学奖“热门”之后,非常兴奋。程一兵团队在上述两项钙钛矿光伏组件的制备技术上的突破,预示着我国科研人员在钙钛矿光伏组件的制备技术上走在了世界的前列。

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