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來(lái)源：財聯(lián)社 一組來(lái)自加拿大的工程師們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種新的太陽(yáng)能電池，其電壓和效率在同類(lèi)產(chǎn)品中都是最高的。據悉，這種新型全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池使用了兩層鈣鈦礦，利用不同波長(cháng)的光，加上特殊的表面處理，以減少浪費的能量。 在光伏領(lǐng)域，鈣鈦礦是一種特別有前途的材料，它正在向硅的王位發(fā)起沖擊。它不僅能從陽(yáng)光中吸收能量，而且更薄、更輕、更靈活，制造起來(lái)更容易、更便宜。 就效率而言，鈣鈦礦在過(guò)去十多年的時(shí)間里大幅上升，從2009年的不到4%上升到2021年的超過(guò)25%，現在已經(jīng)可以與硅相媲美。在所謂的串聯(lián)電池中，它的工作效果甚至更好。在串聯(lián)電池中，多層材料相互堆疊，以收集來(lái)自太陽(yáng)的不同波長(cháng)的光。例如，鈣鈦礦-硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池的效率最近超過(guò)了30%的里程碑。 在上述最新的研究中，一個(gè)來(lái)自多倫多大學(xué)的工程師團隊創(chuàng )造并測試了一種全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池。說(shuō)到這兒，可能就有人要問(wèn)了，一個(gè)太陽(yáng)能電池怎么可能是全過(guò)氧化物而仍然是串聯(lián)的呢？ 研究人員解釋稱(chēng)，這是因為該材料的厚度和化學(xué)成分可以被調整，使其能夠利用太陽(yáng)光譜的不同部分，因此兩種不同的材料可以結合在一個(gè)設備中。他們的研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。 
“在我們的電池結構中，頂部的鈣鈦礦層有一個(gè)更寬的帶隙，可以很好地吸收光譜中的紫外線(xiàn)部分，以及一些可見(jiàn)光，”該研究的共同作者Chongwen Li說(shuō)，“底層有一個(gè)狹窄的帶隙，它更多地被調整到光譜的紅外部分。在這兩者之間，我們覆蓋的光譜比硅覆蓋的光譜更多�！� 使用這種設計，該團隊報告說(shuō)，一個(gè)尺寸為1平方厘米（0.15英寸）的太陽(yáng)能電池的最大效率為27.4%，這將是這種類(lèi)型的電池的新紀錄，并且對于任何類(lèi)型的太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)都令人印象深刻。 此外，這一新型全鈣鈦礦串聯(lián)電池確實(shí)在另一方面取得了新的紀錄——電壓表現。該團隊測量的開(kāi)路電壓為2.19伏，是所有此類(lèi)電池中最高的。 研究人員表示，這兩個(gè)令人印象深刻的數據都是由于在鈣鈦礦吸光層和攜帶電子的層之間的界面上進(jìn)行了調整。研究小組發(fā)現，電場(chǎng)在整個(gè)鈣鈦礦的表面并不一致，這意味著(zhù)一些電子會(huì )流失到電路中。因此，研究小組添加了一層被稱(chēng)為1,3-丙二銨（PDA）的薄涂層，它使表面的電荷分布更均勻。 該團隊表示，未來(lái)的工作將集中在通過(guò)使電池更穩定、增加電流和擴大電池的尺寸來(lái)提高太陽(yáng)能電池的效率。 |
