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2022-06-17 12:59 |
突破壽命門檻：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池壽命延至30年
近日，據(jù)《科學(xué)》雜志報(bào)道，美國(guó)普林斯頓大學(xué)研究人員開發(fā)出了第一個(gè)具有商業(yè)可行性的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，這標(biāo)志著一種新興的可再生能源技術(shù)的重要里程碑。該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，他們的設(shè)備可在超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下運(yùn)行大約30年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過太陽(yáng)能電池20年壽命的門檻。 Z LFdnC@
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該設(shè)備不僅經(jīng)久耐用，還符合通用的能效標(biāo)準(zhǔn)。這是此類電池中第一個(gè)可與硅基電池性能相媲美的電池。 'yAoZ P\|
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鈣鈦礦是一種具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，非常適合用于太陽(yáng)能電池技術(shù)。它們可在室溫下制造，使用的能源比硅少得多，因此生產(chǎn)成本更低，更可持續(xù)。 ]jT[dX|?
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早期的鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池（PSC）在2009—2012年間問世，只能持續(xù)幾分鐘。2017年的紀(jì)錄是電池在室溫連續(xù)照明下工作了一年，而新設(shè)備能在類似實(shí)驗(yàn)室條件下運(yùn)行5年。研究人員表示，這一創(chuàng)紀(jì)錄的設(shè)計(jì)突顯了PSC的耐用潛力，特別是作為推動(dòng)太陽(yáng)能電池技術(shù)超越硅極限的一種方式。 !h ~# L"z
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此次，研究人員對(duì)不同材料進(jìn)行了分層，以優(yōu)化光吸收，同時(shí)保護(hù)最脆弱的區(qū)域不受照射。他們?cè)趦蓚�(gè)關(guān)鍵成分之間開發(fā)了一層超薄的“二維覆蓋層”：吸收鈣鈦礦層和由銅鹽及其他物質(zhì)制成的荷電層。目標(biāo)是防止鈣鈦礦半導(dǎo)體在幾周或幾個(gè)月內(nèi)燒毀。 ?28G6T]/?d
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研究人員還對(duì)這些設(shè)計(jì)進(jìn)行了數(shù)十次排列，改變幾何結(jié)構(gòu)中的微小細(xì)節(jié)及覆蓋層數(shù)，并嘗試了數(shù)十種材料組合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，新設(shè)備在平均溫度約為35℃且連續(xù)照明至少5年的情況下，可發(fā)揮出80%以上的峰值效率。 ]nr
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