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透镜太阳能电池通过耐久性测试--而且高效

小而强大:稳定的过氧化物太阳能电池。(图片:youtube/莱斯大学)
小而强大:稳定的过氧化物太阳能电池。(图片:youtube/莱斯大学)
耐用还是高产:在此之前,这一直是对过氧化物晶体模块的选择。现在,一种新方法将两者结合在了一起--尽管并不完全实用。
Renewable Science

过氧化物晶体会受到化学和结构两方面的侵蚀。如果晶体没有得到很好的保护,就会发生分解,从而大大影响其使用寿命。

将负责将光子转化为电能的材料堆得过厚,反过来又会降低效率。例如,最近推出了一种非常耐用的过氧化物太阳能电池。然而,它的效率仅为硅基太阳能模块的一半。

在德克萨斯州莱斯大学的研究中,这听起来很不一样。他们的太阳能模块效率超过 24%,超过了目前的商用太阳能系统。

与此同时,在 85 °C(185 °F)的压力测试和 1000 小时的充分利用中,其输出功率仅损失了 3%。在 24% 的基础上,经过模拟数年使用的考验后,还剩下 23.3%。

这是通过将透辉石晶体与另一种由甲酰胺、铅和碘组成的晶体相结合而实现的。透辉石的二维层是第二种晶体生长的基础。

这两种成分都获得了稳定性,而这两种物质各自都不具备这种稳定性。然而,在这一过程中,它们的结构完美地相互补充。通常情况下,在阳光下曝晒两天就足以检测到晶格的首次损坏。由这两种晶体组成的新电池在三周后仍然完美无瑕。

此外,所介绍的生产耐用型过氧化物电池的方法还有另一个优点:150 °C(300 °F)的温度就足够了,这不仅使生产更具成本效益,而且还允许使用柔性材料作为太阳能电池的基础。

不过,研究小组仍需在太阳能模块的尺寸上下功夫。他们高度稳定的电池的有效使用面积仅为 0.5 平方厘米(0.08 平方英寸)。即使是最高效率也无济于事。

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Mario Petzold, 2024-06-20 (Update: 2024-08-15)