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俄美共同研制出新型钙钛矿太阳能电池

2016-11-08 08:37
Timeless落尘
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  俄罗斯莫斯科钢铁合金学院和美国德克萨斯大学达拉斯分校组成的国际研究小组,研发出钙钛矿太阳能电池的制造技术。相比传统的硅基太阳能电池,钙钛矿型薄膜太阳能电池的光电转换效率更高,成本更低。研究人员认为,轻便、灵活、廉价的钙钛矿型太阳能电池,将大规模替代硅基太阳能电池。

  硅基太阳能电池的研究始于20世纪中叶。现有技术的缺陷在于,硅的生产过程耗能高且有毒,造成其成本高昂。硅的特点是灵活度低、脆弱、电池板重量大,这也大大缩小了其使用范围。金属有机钙钛矿型太阳能电池则有望解决这些问题。

  在新研究中,科学家们制造出串联设备原型,把光伏电池与碳纳米管连接为一体。多层串联设备把钙钛矿电池与传统的硅基太阳能电池结合在一起,令整个太阳可见光谱都能转化为电能。这种太阳能转化为电能的新机制使电池效率提高15%。

  俄研究型工艺技术大学“莫斯科钢铁合金学院”能源效率中心首席专家、美国德克萨斯大学达拉斯分校教授、项目负责人安瓦尔·扎希多夫介绍说:“混合型钙钛矿材料的主要优点是获取简单,制作采用的是普通金属盐和有机化合物,而不是在高效半导体同类产品中,例如硅基太阳能电池和砷化镓太阳能电池中所采用的昂贵稀有元素。钙钛矿材料不仅可以用在玻璃上,还可以涂在其他材料和表面上。相比更加复杂的获取薄膜太阳能电池的方法,这能让电池变得更加廉价。”

  钙钛矿薄膜太阳能电池活性层可以涂抹到柔软的、薄薄的基层上。采用卷对卷技术可以把太阳能电池喷到任何弯曲的表面。这样一来,与传统的硅基太阳能电池相比,这种太阳能电池的适用范围显著扩大,如随身携带的电子设备、日用家电、“智能家居”设备等,以确保住宅、房间和汽车工业的供电。

  目前,每平方米钙钛矿型太阳能电池板的价格不超过100美元,而最贵的硅基太阳能电池板每平方米的价格为300美元。在大规模生产情况下,价格将相差3倍。鉴于光伏技术生态友好、物美价廉,生产新型设备更廉价,能大幅减少传统能源的使用。

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