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美国造出无铅太阳能电池 无需用昂贵设备

2014-05-07 08:47
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  外媒称,美国西北大学研究人员率先开发了一种效率令人满意的新型太阳能电池,它利用了含锡的钙钛矿替代原先含铅的钙钛矿作为光吸收剂。这种低成本、对环境友好的太阳能电池可以采用简单的化学方法——即无需使用昂贵的设备或有害的材料——很方便地加以制造。

  据美国每日科学网站5月4日报道,专门从事锡研究的无机化学家迈尔库里·卡纳齐季斯说:“这对于把铅从一种非常有前途的太阳能电池类型(即所谓的钙钛矿电池)中去除掉是一个重大突破。锡是一种非常可行的材料,我们已证明这种材料确实可以像高效的太阳能电池那样工作。”领导这项研究的卡纳齐季斯是西北大学化学教授。

  报道称,这种新型太阳能电池采用一种名为钙钛矿的材料,但以锡替代铅作为其中的吸光剂。铅钙钛矿可以实现15%的转换效率,而锡钙钛矿的转换效率应该能够与之匹敌甚至超过这一水平。钙钛矿太阳能电池正在被称赞为“光伏技术的下一个大事件”,并已经为这个领域重新注入了活力。

  卡纳齐季斯开发、合成和分析了这种材料。然后他向本校合作者、纳米科学家张邦衡求助,以便设计出一种能正常工作的太阳能电池。西北大学材料学和工程学教授张邦衡说:“我们的锡钙钛矿层起到了有效吸收太阳光的作用,它被夹在两个电荷传输层之间,以便把电能输送到外界。”

  报道称,有关这种无铅太阳能电池的详细说明5月4日发表在《自然-光子学》月刊上。卡纳齐季斯和张邦衡两人是这篇论文的资深作者。

  卡纳齐季斯说,他们的固态锡太阳能电池的转换效率接近6%,这是一个很不错的起点。有几点使这种材料与众不同:它可以吸收可见光谱上的大部分光线,而且钙钛矿盐可以分解,并且无需加热就可以在溶剂被清除时重组。他说:“其他科学家将了解我们所取得的成果并对我们的方法加以改进。”

  钙钛矿太阳能电池是2008年后才问世的——而且还只存在于实验室中。2012年,卡纳齐季斯和张邦衡曾说,新型锡钙钛矿太阳能电池有望实现更高效率并降低制造成本,同时保持对环境的安全。

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