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澳大利亚科学家初次出产了新一代的实验太阳能电池,它们经过了严厉的世界电工委员会关于热和湿的测验规范。
该研讨发现是钙钛矿太阳能电池商业化打开的重要一步,现已宣告在《科学》杂志上。
太阳能动力体系现在正处于工业和国内房子遍及。当时大多数体系依托硅将阳光转化为有用的能量。
可是,太阳能电池板中硅的能量转换率已挨近其天然极限。因而,科学家一直在探究可以堆叠在硅上的新材料,以进步能量转换率。迄今为止,最有出路的材料之一是金属卤化物钙钛矿,其自身乃至或许胜过硅。
悉尼大学纳米科学系首任主席约翰·胡克(John Hooke)标明:“钙钛矿是太阳能体系的一个十分有期望的远景。” “它们十分廉价,比硅更薄500倍,因而具有柔韧性和超轻量。它们还具有巨大的能量使能特性和较高的太阳能转化率。”
以实验方式,曩昔十年来钙钛矿电池的功能从低水平进步到可以将太阳的25.2%的能量转化为电能,这与硅电池的转化率适当,后者需求40年才干完结。
但是,未维护的钙钛矿电池不具有硅基电池的耐久性,因而它们在商业上尚不可行。
Ho-Baillie教授说:“钙钛矿电池将需求依照当时的商业规范堆叠。这是咱们研讨的令人兴奋的现实。咱们现已证明,咱们可以极大地进步其热安稳性。”
科学家经过运用简略的低成本聚合物玻璃毯按捺钙钛矿细胞的分化来完结这一方针。
这项作业是由Ho-Baillie教授领导的,他后来加入了悉尼大学纳米研讨所。首要作者雷石博士在新南威尔士大学光伏与可再生动力工程学院的Ho-Baillie研讨小组中进行了实验作业,Ho-Baillie教授仍是该学院的兼职教授。
在继续露出于太阳和其他元素的效果下,太阳能电池板会阅历极点的热和湿度。实验标明,在这种压力下,未维护的钙钛矿细胞变得不安稳,从其结构内部释放出气体。
Ho-Baillie教授说:“了解这一进程,称为“除气”,是咱们开发这项技能并进步其耐用性的作业的中心部分。
“我一直对探究如何将钙钛矿太阳能电池结合到隔热玻璃(例如真空玻璃)中感兴趣。因而,咱们需求了解这些材料的除气功能。”
该研讨小组初次运用气相色谱-质谱(GC-MS)来辨认高功能电池中常用的热应力杂化钙钛矿的特征性挥发性产品和分化途径。他们发现运用这种办法的低成本聚合物玻璃叠层具有不透压力的密封,可有用按捺钙钛矿“除气”,该进程导致其分化。
“咱们研讨的另一个令人振奋的效果是,咱们可以在严苛的世界电工委员会规范环境测验条件下安稳钙钛矿电池。这些电池不只经过了热循环测验,并且还超过了湿热和湿气的严苛要求,还要进行冻住测验。” Ho-Baillie教授说。
这些测验经过将太阳能电池模块露出于-40度至85度的重复温度循环以及露出于85%的相对湿度下,协助确认太阳能电池模块是否能接受室外运转条件的影响。
详细而言,钙钛矿太阳能电池在IEC“湿热”测验中经过了1800多个小时的生计,在“湿度冻住”测验中经过了75个循环,初次超过了IEC61215:2016规范的要求。
Ho-Baillie教授说:“咱们期望这项作业将有助于安稳钙钛矿型太阳能电池的打开,进步其商业化远景。”
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