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钙钛矿太阳能电池寿命短,原因竟是因为“晒太阳”?

2024-05-15 17:12:57 综合报道 阅读:
业界一直在就导致钙钛矿太阳能电池退化的机制进行研究,希望能针对有关机制改善电池的使用寿命,而在最近,香港中文大学的研究团队,成功发现了影响钙钛矿太阳能电池使用寿命的关键机制,为提高钙钛矿太阳能电池寿命奠定了理论基础···

目前太阳能电池市场占据主导地位的仍旧是传统的硅基电池,而相比硅基电池,实际上基于钙钛矿的太阳能电池性能更佳,制造成本更便宜,碳足迹也更低,将两个钙钛矿太阳能电池叠为一体的串联太阳能电池更被认为是极具有前景的下一代技术。7ycednc

不过,钙钛矿太阳能电池的寿命限制了其广泛应用,一般其只有几年的使用寿命,而硅基太阳能电池寿命可达25年左右,如果钙钛矿太阳能电池也能达到类似的寿命水平,那么大规模商用的一个最重要的技术障碍也将抹除。7ycednc

业界一直在就导致钙钛矿太阳能电池退化的机制进行研究,希望能针对有关机制改善电池的使用寿命,而在最近,香港中文大学的研究团队,成功发现了影响钙钛矿太阳能电池使用寿命的关键机制,为提高钙钛矿太阳能电池寿命奠定了理论基础。7ycednc

7ycednc

以往的研究普遍认为,导致钙钛矿稳定性欠佳的主要原因包括电子缺陷、电极氧化、钙钛矿混合电子/离子半导体的性质,或在湿气和氧气下容易发生化学分解。7ycednc

而该研究团队发现,设备长时间运行造成的损耗并不是导致钙钛矿太阳能电池退化的决定性因素。钙钛矿半导体受到外来刺激时(如暴露在光照之下),会产生越来越多的移动离子,这些离子会屏蔽钙钛矿中的内置电场,反过来就会降低光生电荷的提取效率,从而减少太阳能电池产生的电流。也就是说,离子场屏蔽才是钙钛矿太阳能电池退化的幕后真凶。7ycednc

研究人员表示,了解导致退化的因素将使业界能够制定新的策略来延长电池寿命,并加快开发稳定性更佳的钙钛矿串联电池。例如,可以通过检测到的离子特性,准确预测电池的使用寿命,而无需进行耗时数周至数月的稳定性测试,可以极大的加快开发长寿钙钛矿太阳能电池的速度。7ycednc

据悉,该项成果为延长钙钛矿太阳能电池的稳定性提供了理论基础,随着业界更加深入的研究和改善,或许很快就能将钙钛矿太阳能电池的寿命提高至接近25年的工业标准,从而将其投入大规模商用。7ycednc

责编:Ricardo
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