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脑洞大开:黑科技满满的另类光伏电池

更新时间  2011-02-20 20:43 阅读
本文摘要:未来,全球能源需求可以通过单一的太阳能来源来满足,但建造这个并不容易。科学家们已经开发出了各种各样的具有广阔大脑空间的太阳能电池技术。 近年来,钙钛矿频频出现在世人面前。从2009年到2014年的五年间,钙钛矿型太阳能电池的最低光电转换率可以超过近20%,这是对传统晶体硅太阳能电池的挑战。应该说,自从70年代晶体硅太阳能电池发展以来,其最低转化率为25%。 光电转化率越高,太阳能在人类能源需求中领先的可能性越大。目前,80%的太阳能电池板是由晶体硅制成的。

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未来,全球能源需求可以通过单一的太阳能来源来满足,但建造这个并不容易。科学家们已经开发出了各种各样的具有广阔大脑空间的太阳能电池技术。

近年来,钙钛矿频频出现在世人面前。从2009年到2014年的五年间,钙钛矿型太阳能电池的最低光电转换率可以超过近20%,这是对传统晶体硅太阳能电池的挑战。应该说,自从70年代晶体硅太阳能电池发展以来,其最低转化率为25%。

光电转化率越高,太阳能在人类能源需求中领先的可能性越大。目前,80%的太阳能电池板是由晶体硅制成的。然而,由这种材料制成的太阳能电池的生产和安装成本非常低,这意味着需要更好的替代品。钙钛矿无疑是强有力的候选者之一。

1983年,钙钛矿在地幔中被发现,并以俄罗斯矿物学家列夫钙钛矿命名。自2009年以来,包括牛津大学和洛桑瑞士联邦科技学院在内的科学家们都没有对该矿给予太多关注。钙钛矿型太阳能电池的光电转换效率在短时间内迅速提高,引发了钙钛矿热。洛桑联邦理工学院光子学与模块实验室主任迈克尔格雷策尔(MichaelGraetzel)表示,其效率现在已经超过了19.3%的峰值,未来还需要进一步提高。

Graetzel帮助开发了一种基于统计的新型太阳能电池。钙钛矿是在传统晶体硅太阳能电池的基础上生产的,这大大提高了效率,他说,而且成本也不低。

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这对主流太阳能电池板来说是一个很好的应用前景。由于钙钛矿最反感水和高温的反应,其稳定性测试需要进一步进行。

Graetzel回应说这些测试目前都在进行中,我很赞同这些问题都可以完全解决,令人振奋。铅是生产钙钛矿型太阳能电池不可缺少的原料之一。然而,必须从矿石中提取的铅毒性很高,美国麻省理工学院的研究人员已经在寻找替代品。AngelaBelcher领导的研究小组用旧汽车电池中重复使用的铅代替了铅。

由于钙钛矿太阳能电池的厚度只有几微米,所以重复使用的铅量非常低,旧汽车电池中重复使用的铅量足以生产可为30栋房屋供电的太阳能电池板。这项技术可以说是钙钛矿太阳能电池推广的新应用。根据国际电池理事会(International Batch Council)的数据,旧电池中98%以上的铅被普遍重复使用,主要用于制造新电池。但是随着汽车行业的变化,锂电池越来越普及,汽车对新电池的需求逐渐增加,大量的废旧电池被淘汰。

幸运的是,对钙钛矿太阳能电池的需求大幅下降,关闭了废旧电池的新市场。不仅变废为宝,还能防止原电池污染环境。这项技术得到了美国政府的大力支持,政府补贴也相当可观。

太阳能电池在阳光下的耐性,常规太阳能电池的温度很容易超过55摄氏度。温度升高不仅会降低光电转化率,还会延长电池的使用寿命。


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