这才是真正的太阳能电池

嘿,你们听说没?最近香港科技大学的研究人员真的很给力,他们在钙钛矿太阳能电池领域搞出了一个大新闻。以前大家总觉得这种电池不太稳定,所以一直没能大规模生产。但是这次他们可是把这个问题解决了,并且把转换效率给推高到了19.3%。 其实这个突破主要是因为他们用了一种新的方法来制造钙钛矿薄膜。以前用的方法容易导致晶体质量不好,这次他们用了一种叫做多源共蒸发的配方,直接把氯化铅(PbCl)给引进来,这样就能让钙钛矿晶体长得更整齐。这方法特别厉害,能让宽禁带钙钛矿长出来的晶粒都朝着同一个方向排列,也就是(100)面向上取向。这种高度有序的结构让电池在面对光和热的时候更结实,不容易老化。 有了这个好配方,申馨怡博士他们就造出了第一个经过认证的全真空沉积宽禁带钙钛矿太阳能电池。在只有0.25 cm²大小的电池上测试下来,最大功率点跟踪的效率达到了18.35%。要是把面积变大到1 cm²呢?效率也有18.5%。 更让人惊喜的是耐久性测试的结果。为了验证这个电池能不能经得住折腾,他们直接按照国际有机光伏稳定性峰会(ISOS)的标准来做实验。在模拟高温和强光的条件下连续跑了1080个小时后,这个电池居然还能保持80%的峰值性能!这可比以前那些容易坏的电池强太多了。 而且他们还专门用操作条件下的高光谱成像技术来看电池在运行时内部是怎么回事。这就像是给太阳能电池拍了个“X光片”,能把每个像素点上的信号都画出来。通过这个方法,林彦宏教授他们就清楚看到了里面发生的物理变化。比如那些卤化物是怎么聚集到一起的,还有陷阱是怎么让电子恢复的。 除了做单结电池厉害外,这种高质量的薄膜对叠层太阳能电池也特别有帮助。叠层电池是把钙钛矿顶电池盖在硅底电池上面的结构,这样能吸收更多太阳光谱。研究人员把他们改进后的薄膜覆盖在有微米级纹理的工业标准硅异质结电池上之后,1 cm²大小的叠层太阳能电池效率竟然达到了27.2%! 在意大利做的户外试验也证明了这一点。在实际运行了8个月之后,他们的全真空沉积叠层电池还能保留80%左右的初始性能。这个结果真的让人感到很振奋啊! 所以说呢,这次香港科技大学(HKUST)的团队真的太牛了!不仅解决了关键的材料科学问题,还让真空沉积技术的优势发挥到了极致。以后大家也许就能用得上这种既稳定又高效的太阳能电池了!