材料学家开发出可提高太阳能电池效率的新型透明电极

2021-05-31 11:04  来源:cnBeta.COM  浏览:  

一个国际科学家团队说,开发新的超薄金属电极使研究人员能够创造出半透明的过氧化物太阳能电池,这种电池效率很高,可以与传统的硅电池结合,大大提升两种设备的性能。这项研究代表着向开发完全透明的太阳能电池迈出了一步。

宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系助理研究教授、该研究的共同作者Wang Kai说:"透明太阳能电池有朝一日可以在家庭和办公大楼的窗户上找到一席之地,从本来会被浪费的阳光中发电。这是很大的进步,这代表着我们终于成功地制造了高效的半透明太阳能电池。"

传统的太阳能电池是由硅制成的,但科学家们认为,在创造更高效的太阳能电池的进程中,他们正在接近该技术的极限。科学家们说,过氧化物电池提供了一个有希望的替代方案,将它们堆叠在传统电池之上可以创造出更高效的串联设备。

宾夕法尼亚州立大学负责研究的副校长和材料科学与工程教授Shashank Priya说:"我们已经证明我们可以用非常薄的、几乎只有几个原子层的金来制作电极。"薄金层具有很高的导电性,同时它不会干扰电池吸收阳光的能力。"

该团队开发的过氧化物太阳能电池达到了19.8%的效率,创下了半透明电池的记录。而当与传统的硅太阳能电池结合时,该串联装置达到了28.3%的效率,高于单独硅电池的23.3%。科学家们在《纳米能源》杂志上报告了他们的发现。

Priya说:"5%的效率提高是巨大的,这基本上意味着你为每平方米的太阳能电池材料多转换了大约50瓦的太阳光。太阳能农场可以由成千上万的模块组成,所以这加起来就是大量的电力,这是一个很大的突破。"

科学家们说,在以前的研究中,超薄金膜作为包晶石太阳能电池的透明电极显示出了前景,但在创造一个均匀的层方面存在技术上的困难,如果不能解决,则会导致导电性差。

该团队发现,作为种子层的铬允许金在上面形成具有良好导电性能的连续超薄层。

宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系助理研究教授Dong Yang说:"通常情况下,如果你生长一个像金这样的薄层,纳米颗粒会耦合在一起,像小岛一样聚集在一起。"铬具有很大的表面能,为金在上面生长提供了一个很好的地方,它实际上允许金形成一个连续的薄膜。"

过氧化物太阳能电池由五层组成,其他被测试为透明电极的材料损坏或退化了的电池层。科学家们说,在实验室测试中,用金电极制成的太阳能电池是稳定的,并在一段时间内保持高效率。基于透明电极的串联电池架构设计的这一突破,可以为过渡到过氧化物和串联太阳能电池提供一条有效的途径。

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
相关推荐
大连化物所等在钙钛矿太阳电池添加剂工程研究中取得进展

大连化物所等在钙钛矿太阳电池添加剂工程研究中取得进展

近日,中国科学院大连化学物理研究所薄膜太阳能电池研究组研究员刘生忠团队和陕西师范大学博士高黎黎、博士张静等合作,在钙钛矿太阳电池添加剂工程研究中取得进展,制备出光电转换效率为23.4%的钙钛矿电池。
美国政府推快速通道工具 旨在帮助消费者获安装住宅太阳能电池板的许可

美国政府推快速通道工具 旨在帮助消费者获安装住宅太阳能电池板的许可

据外媒报道,对气候变化的关注,加上绿色科技的日益普及和可负担性,促使许多消费者探索以太阳能为动力的家庭能源系统,包括可安装在个人房屋屋顶的太阳能电池板。美国能源部已经宣布了一个新的快速通道工具,旨在帮助消费者获得安装住宅太阳能电池板的自动许可,使整个过程更加容易。
山西发榜首批10项关键核心技术,在清华大学邀各方英才揭榜攻关

山西发榜首批10项关键核心技术,在清华大学邀各方英才揭榜攻关

“目前,我们已经完成了异质结太阳能电池用导电浆料的制配工艺和配方研发,正在进行产品调试和检测。”山西晋能光伏技术有限公司技术经理贾慧君说。
福建物构所钙钛矿太阳能电池研究获进展

福建物构所钙钛矿太阳能电池研究获进展

缺陷钝化是提升钙钛矿太阳能电池光电转换效率与稳定性的有效方法。路易斯碱是钙钛矿太阳能电池常用的钝化添加剂之一,被定义具有C=O、S=O、P=O、-CN等吸电子官能团的有机小分子,是给予外界电子的电子对供体。在传统的路易斯碱上添加质子官能团(-OH、-NH等)的分子显示出比纯路易斯碱更高效的钝化效果,但其详细的作用机理尚未被研究与证明。
城市环境所设计合成稀土掺杂双模式发光材料

城市环境所设计合成稀土掺杂双模式发光材料

近年来,双模式发光多功能材料因其在防伪、显示、固态激光、太阳能电池、发光二极管、生物医学等领域的潜在应用而备受关注。其中,稀土掺杂的发光材料由于稀土离子具有丰富的电子跃迁能级,可产生从紫外、可见到近红外的发射光,引发学界关注。

推荐阅读

热文

Copyright © 能源界