澳洲研发的下一代太阳能电池通过严格国际测试

澳大利亚科研团队实验中使用的部分钙钛矿太阳能电池样品

澳大利亚科研团队实验中使用的部分钙钛矿太阳能电池样品 Source: UNSW Newsroom

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澳大利亚科研团队研发出的新一代太阳能电池通过了国际电工技术委员会严格的测试标准,钙钛矿太阳能电池向商业化迈出重要一步。


现在,太阳能系统已广泛应用于工业和家庭住宅。当前大多数系统依靠晶硅将阳光转化为有用的能量。

可喜的是,轻质,廉价且超薄的钙钛矿电池即将在可再生能源领域占有一席之地。

由新南威尔士大学引领并与悉尼大学合作的澳大利亚科学团队首次研发出了新一代的实验太阳能电池,并解释了钙钛矿电池不稳定的原因,实验样品也通过了国际电工委员会严格的测试标准。

由Anita Ho-Baillie教授领导的这项研究结果是钙钛矿太阳能电池商业化的重要一步(研究成果已在《科学》杂志上发表)。

该研究的合作者和首席作者,来自新南威尔士大学工程学院光伏与可再生能源系Lei Adrian Shi石磊博士接受了本台记者刘俊杰的采访。


要点:

澳洲科研团队解释了钙钛矿太阳能电池不稳定的原因

澳洲研发的新一代太阳能电池试验样品通过了国际电工委员会的严格测试,迈出商业化重要一步

处于世界领先水平的澳洲钙钛矿太阳能电池研究离不开政府的资金支持


 

石磊博士在采访中中介绍说,晶硅太阳能电池的光电转化效率已接近其自然极限,下一代的太阳能电池必须突破这个极限,而钙钛矿电池是最有希望的。它既可以像晶硅电池一样作为效率更高的单独的电池,也可以作为晶硅电池的叠层电池。

在实验模式下,钙钛矿电池的性能在过去10年来从较低的光电转化水平逐步提高到了25.2%。相比较而言,科学家们大约花了40年的时间才研发出光电转化率达到26.7%的晶硅电池。

现在,阻碍钙钛矿电池大规模生产的就是其稳定性差。

在持续暴露于阳光和其他环境因素的作用下,太阳能电池板会经历极端的热度和湿度。 实验表明,在这种压力下,未保护的钙钛矿电池变得不稳定,会从其结构内部释放出气体。

石磊博士所在研究团队一直试图克服钙钛矿电池的稳定性这个最大挑战。

现在,科研人员通过使用简单而低成本的聚合物玻璃毯抑制钙钛矿电池的分解实现了这一目标。

石磊博士说,在国际电工委员会IED按照严格的国际测试标准进行的“双85”和“热循环”测试中,其研究团队的实验样品的性能超出了预期。

这些测试通过将太阳能电池模块暴露于-40度至85度的反复温度循环以及85%的相对湿度下,来测定太阳能电池模块是否能承受室外环境条件的影响。

最终,送去检测的钙钛矿太阳能电池实验样品在IEC“湿热测试”中通过了1800多个小时的考验,在“湿冷冻循环测试”中通过了75个循环(商业化生产要求达到10个循环),首次超过了IEC61215:2016标准的要求。

有太阳能领域的知名专家马丁•格林教授的引领,再加上太阳能国际大环境向好,澳大利亚政府设立的资助可持续发展能源研究的ARENA资助了石磊博士所在团队的太阳能电池研究。这也让澳大利亚的钙钛矿太阳能电池研究处于世界领先水平。

石博士表示,没有ARENA的支持,澳大利亚的钙钛矿太阳能电池研究无疑会落后世界许多年。 如果能受到持续的资金支持,澳洲的科研团队将加快让钙钛矿太阳能电池商业化。石磊博士希望,人们到时候就不需要考虑太阳能电池的价格问题了。

请您点击文首图片收听详细的采访。

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