记者从南京航空航天大学了解到,该校郭万林、赵晓明教授团队近来成功提醒钙钛矿光伏电池的老化机制,提出一套低成本延伸电池使用寿数的解决计划,有望加速推动下一代光伏技能产业化。
赵晓明介绍,钙钛矿是下一代光伏技能的要点候选资料,我国在该范畴的研讨走在国际前列,一些小尺度钙钛矿光伏电池的光电转化功率超越27%,到达商用晶硅光伏电池的水平。但要让钙钛矿走出试验室、走上生产线,真正为市场所承受,还需霸占大尺度钙钛矿光伏电池转化功率低、寿数短等难题。
业界一般把转化功率衰减至初始状况80%所需的时刻,界说为光伏电池的寿数。郭万林、赵晓明团队曾开宣布一种气相氟化技能,可以有用提高电池转化功率、延伸寿数,但需要对现有光伏生产线大幅改造,添加企业担负。
“要优化技能计划,还得弄清楚功率衰减的实质是什么。”赵晓明说,团队发现,跟着昼夜替换,钙钛矿光伏电池的转化功率表现出一种“可逆式衰减”——白日丢失掉的功率,通过一晚上的“歇息”,次日清晨竟会部分康复。
“就比如一个人,前一天再累,晚上睡一觉,第二天又有精力了。”论文榜首作者孙向楠和记者说,深入研讨发现,这个现象背面是碘离子在作怪——白日在阳光照射下,碘离子在钙钛矿薄膜上“跑来跑去”,导致薄膜外表呈现细小缺点,转化功率随之衰减。
假如碘离子只是在钙钛矿层运动,到了晚上,已衰减的功率还会主动修正。一旦它们跑到了电荷传输层或电极,就再也回不到钙钛矿层了,这部分功率也会永久丢掉。
找到了症结,团队针对性地开宣布“气相辅佐外表重构”技能,在钙钛矿薄膜外表设置了一个个细密的隔离舱,把那些“调皮捣蛋”的碘离子束缚在舱内,约束它们的活动范围。
试验多个方面数据显现,一块面积达785平方厘米、通过外表重构技能处理的大尺度钙钛矿光伏电池,在50℃的环境下经受了101次模仿昼夜替换,转化功率仅丢失3%。
“相当于可以在户外安稳作业25年。”赵晓明说,为进一步测验电池功能,团队让钙钛矿电池和商用晶硅电池一起承受夏日45天高温高湿环境和冬天18天低温度的环境的检测,效果,钙钛矿电池在两种环境中的寿数均优于晶硅电池。
郭万林表明,此次研讨完成了从基础理论到效果使用的闭环,不只阐明晰钙钛矿光伏电池光电转化功率不可逆衰减的原因,更破解了大尺度钙钛矿光伏技能产业化落地的要害堵点。现在团队已请求10项专利,正在完善器材制备工艺和资料系统,以赶快发动更大尺度钙钛矿光伏电池的中试项目。
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