當(dāng)前,“零碳排放”運(yùn)動(dòng)方興未艾,全世界都在為之努力。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵則在于,減少直至擺脫對(duì)礦物燃料的依賴。礦物燃料(比如煤和石油)屬于不可再生資源,燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體和溫室氣體,不僅污染環(huán)境,還造成溫室效應(yīng)。
其中,由于太陽能具有清潔環(huán)保、可再生、易獲取、低成本等眾多優(yōu)勢(shì),也成為了應(yīng)用最廣泛也最有前景的新能源之一。如何高效率利用太陽能或提高太陽能效率也成為科學(xué)家們的研究方向。
目前,硅是太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)材料,而且鈣鈦礦和硅被獨(dú)立作為太陽能電池板的半導(dǎo)體材料。長期以來,鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池的效率目標(biāo)是要達(dá)到30%。但科學(xué)家們認(rèn)為,在創(chuàng)造更高效的太陽能電池的進(jìn)程中,當(dāng)前的研究正在接近該技術(shù)的極限。
陳根:“零碳排放”當(dāng)前,為提高太陽能電池效率助力
現(xiàn)在,來自賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系的研究人員則稱,他們開發(fā)新的超薄金屬電極使研究人員能夠創(chuàng)造出半透明的過氧化物太陽能電池,這種電池效率很高,可以與傳統(tǒng)的硅電池結(jié)合,大大提升兩種設(shè)備的性能。這項(xiàng)研究代表著向開發(fā)完全透明的太陽能電池邁出了一步。
過氧化物太陽能電池由五層組成,其他被測(cè)試為透明電極的材料損壞或退化了的電池層。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,研究人員用金電極制成的太陽能電池是穩(wěn)定的,并在一段時(shí)間內(nèi)保持高效率。研究人員認(rèn)為,基于透明電極的串聯(lián)電池架構(gòu)設(shè)計(jì)的這一突破,可以為過渡到過氧化物和串聯(lián)太陽能電池提供一條有效的途徑。
該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的過氧化物太陽能電池達(dá)到了19.8%的效率,創(chuàng)下了半透明電池的記錄。而當(dāng)與傳統(tǒng)的硅太陽能電池結(jié)合時(shí),該串聯(lián)裝置達(dá)到了28.3%的效率,高于單獨(dú)硅電池的23.3%。當(dāng)前,研究人員們已在《納米能源》雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。