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材料學(xué)家開發(fā)出可提高太陽(yáng)能電池效率的新型透明電極

來源:本站  發(fā)布時(shí)間:2021年06月01日 作者:

一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)說,開發(fā)新的超薄金屬電極使研究人員能夠創(chuàng)造出半透明的過氧化物太陽(yáng)能電池,這種電池效率很高,可以與傳統(tǒng)的硅電池結(jié)合,大大提升兩種設(shè)備的性能。這項(xiàng)研究代表著向開發(fā)完全透明的太陽(yáng)能電池邁出了一步。

材料學(xué)有關(guān)專家說:"透明太陽(yáng)能電池有朝一日可以在家庭和辦公大樓的窗戶上找到一席之地,從本來會(huì)被浪費(fèi)的陽(yáng)光中發(fā)電。這是很大的進(jìn)步,這代表著我們終于成功地制造了高效的半透明太陽(yáng)能電池。"

 

 

 

傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池是由硅制成的,但科學(xué)家們認(rèn)為,在創(chuàng)造更高效的太陽(yáng)能電池的進(jìn)程中,他們正在接近該技術(shù)的極限??茖W(xué)家們說,過氧化物電池提供了一個(gè)有希望的替代方案,將它們堆疊在傳統(tǒng)電池之上可以創(chuàng)造出更高效的串聯(lián)設(shè)備。

專家說"我們已經(jīng)證明我們可以用非常薄的、幾乎只有幾個(gè)原子層的金來制作電極。"薄金層具有很高的導(dǎo)電性,同時(shí)它不會(huì)干擾電池吸收陽(yáng)光的能力。"

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的過氧化物太陽(yáng)能電池達(dá)到了19.8%的效率,創(chuàng)下了半透明電池的記錄。而當(dāng)與傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池結(jié)合時(shí),該串聯(lián)裝置達(dá)到了28.3%的效率,高于單獨(dú)硅電池的23.3%??茖W(xué)家們?cè)凇都{米能源》雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn).


 



專家說:"5%的效率提高是巨大的,這基本上意味著你為每平方米的太陽(yáng)能電池材料多轉(zhuǎn)換了大約50瓦的太陽(yáng)光。太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)可以由成千上萬的模塊組成,所以這加起來就是大量的電力,這是一個(gè)很大的突破。"

科學(xué)家們說,在以前的研究中,超薄金膜作為包晶石太陽(yáng)能電池的透明電極顯示出了前景,但在創(chuàng)造一個(gè)均勻的層方面存在技術(shù)上的困難,如果不能解決,則會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電性差。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),作為種子層的鉻允許金在上面形成具有良好導(dǎo)電性能的連續(xù)超薄層。


 


專家說:"通常情況下,如果你生長(zhǎng)一個(gè)像金這樣的薄層,納米顆粒會(huì)耦合在一起,像小島一樣聚集在一起。"鉻具有很大的表面能,為金在上面生長(zhǎng)提供了一個(gè)很好的地方,它實(shí)際上允許金形成一個(gè)連續(xù)的薄膜。"

過氧化物太陽(yáng)能電池由五層組成,其他被測(cè)試為透明電極的材料損壞或退化了的電池層??茖W(xué)家們說,在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,用金電極制成的太陽(yáng)能電池是穩(wěn)定的,并在一段時(shí)間內(nèi)保持高效率。基于透明電極的串聯(lián)電池架構(gòu)設(shè)計(jì)的這一突破,可以為過渡到過氧化物和串聯(lián)太陽(yáng)能電池提供一條有效的途徑。


 


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