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科学家发现新方法 或将钙钛矿太阳能电池技术的研发推向新阶段



原标题:科学家找到新方法 或将钙钛矿太阳能电池技术的研发推向新阶段 来源:cnBeta.COM

据外媒New Atlas报导,当涉及到下一代太阳能电池时,钙钛矿已沦为一种令人兴奋的材料,但它们并非没问题。虽然它们在效率上有可能有相当大的飞跃,但事实证明,保持电池的所有元素稳定和工作秩序是一项具备挑战性的任务。澳大利亚的科学家们偶然找到了解决其中一个关键原因的方法,他们发现可以利用高强度光来防止通常后遗症电池性能的变形。

钙钛矿太阳能电池之所以被视作如此有前景,是因为它们在转换效率方面很快就能与传统太阳能电池相媲美。经过10年左右的发展,这些电池的效率已经超过20%,在同时使用硅和钙钛矿的串联设计中,效率甚至高达27.7%。

这项新研究的重点是一种利用被称为混合卤化物钙钛矿的一类材料制成的钙钛矿太阳能电池,与之前的设计相比,这种材料具备更好的耐湿性和高温性等,被誉为光伏领域的 "范式改变"。但混合卤化物钙钛矿也并非没稳定性问题,经常会遇上所谓的光诱导相分离。

当光线(还包括阳光)照射到电池上,并破坏其精巧排列的元素时,就不会发生相分离。这反过来又会影响电池吸收光线的能力,从而影响其性能。考虑到混合卤化物钙钛矿的潜力,人们在理解这种由光引发的相分离的原因以及潜在的解决方案方面做到了很多努力。而恰好,这个新突破背后的团队有可能意外地找到了一个。

“这是那些不寻常的发现之一,你有时会听见科学中的发现,”来自墨尔本大学的研究作者Chris Hall说道。“我们当时正在展开测量,寻找其他的东西,然后我们遇到了这个过程,当时看上去很奇怪。然而,我们很快意识到这是一个最重要的仔细观察结果。”

该团队发现,通过将混合卤化物钙钛矿电池置于一定剂量的高强度光下,它们可以中和通常不会对其底层离子晶格结构产生的应变。这些突发事件没有引发关键元素的分离,高强度的光反而使它们融合在一起,完全避免了可怕的变形。

“在正常的晴天,强度太低,这些变形还是局部的,”来自悉尼大学的合著者Stefano Bernardi博士解释道。“但如果你找到一种方法将鼓舞增加到某个阈值以上,例如使用太阳能聚光器,那么分离现象就不会消失。”

究竟如何将这种功能融入到钙钛矿太阳能电池中还有待仔细观察,但研究人员将这些找到描述为意义重大,并指出现在艰苦的工作已经过去了。Hall说:“我们已经已完成了基础工作,下一步就是将其投放到设备中。”

该研究公开发表在《自然-材料》杂志上。