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21.6%,下一代太阳能电池能效破纪录

发布日期:2021-07-11 浏览次数:56

       澳大利亚国立大学官网近日宣布,其研究人员开辟了太阳能电池能效转换的新领域,让人们一窥这项技术未来的发展前景。


       工程与计算机科学学院副教授托马斯·怀特、博士彭军等研究人员创造了21.6%能量转换效率的新纪录,是一定尺寸钙钛矿电池的最高效率。这意味着注入电池的21.6%的阳光将转化为能量。

       根据托马斯怀特的说法,相比之下,安装在屋顶上的典型太阳能电池板的效率只有17%到18%。


       “太阳能电池的研发主要基于三点,即让电池高效、稳定、廉价。”怀特认为,“从这个角度来看,钙钛矿电池是未来太阳能电池和下一代电池的重点。”


       “就钙钛矿太阳能电池而言,其目前的能量转换效率具有竞争力,其成本是一大卖点。现在真正的挑战是让它们足够稳定,可以用在屋顶上。例如,它们必须能够在极端温度下使用25到30年。”怀特说,最终目标是将这些钙钛矿和硅结合成一系列太阳能电池。"将这两种材料放在一起可能比单一材料更有效."。


       怀特和他的团队多年来一直致力于改进钙钛矿太阳能电池。钙钛矿材料是丰富而廉价的化学元素,包括碳、氢、氮、碘和铅。


       “目前,95%的太阳能电池是由硅制成的。这是一种非常好的材料,但它的效率将在未来5到10年内达到上限。”怀特说,“如果你想制造一个真正好的串联太阳能电池,你必须让这两种电池尽可能高效地工作。因为硅不能变得更好,我们一直在关注另一半钙钛矿的成分。”


       新的效率记录意味着钙钛矿电池现在每平方米可以产生216瓦的电力。


       怀特说:“当它们很小的时候,很难精确测量,也不一定代表如果放大比例会发生什么。因此,我们的研究成果在很多人认为是一平方厘米的最小尺度上是最高的。”


       为了达到这个创纪录的结果,彭军开发了一种新的纳米结构材料。"一个高效的太阳能电池必须能够同时产生高电压和高电流."彭军说,“虽然很难同时实现这两种功能,但电池中的纳米结构层使其成为可能。”


       该团队的研究成果已由CSIRO光伏性能实验室独立验证。这个实验室是南半球唯一一个被证明太阳能电池效率符合国际标准的实验室。这项研究由澳大利亚可再生能源署资助。
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