《科学家在量子点太阳能电池效率方面取得重大突破 刷新世界纪录》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-02-22
  • 据外媒NewAtlas报道,微小的半导体点足够小以利用量子力学的怪异性,在太阳能方面具有很大的潜力。这些灵活、便宜的量子点可代替传统的硅用作光伏材料,有望带来许多好处,但它们将太阳光转换为能量的效率尚不是其中之一。研究此问题的科学家日前取得了重大突破,其开发的量子点太阳能电池比此前的世界纪录高出近25%,并使柔性、透明太阳能电池的想法更近了一步。
    量子点太阳能电池具有被制造成薄、轻、柔性的薄膜的能力,这些薄膜可以从太阳产生电能,因此,量子点太阳能电池已经成为该领域科学家真正关注的焦点。但是,它们远远落后于标准太阳能电池的20%左右的效率,但科学家们现在已在逐步缩小差距。
    由美国国家可再生能源实验室(NREL)创下的量子点太阳能电池转换效率的先前记录为13.4%。澳大利亚昆士兰大学的科学家现已取得了重大进步,创下16.6%的新世界纪录,并通过独立测试进行了验证。
    “我们的效率比以前的世界纪录提高了近25%,这很重要,”领导这项研究的王连舟(音译)教授说道。“这实际上是量子点太阳能电池技术令人兴奋的"前景"与商业可行之间的区别。”根据该团队的说法,其他量子点的表面可能非常粗糙且不稳定,这会阻碍其效率。他们通过一种新的制造技术克服了这一问题,该技术为他们的新型量子点提供了新的特性来克服这些缺陷。
    Wang告诉《新地图集》,“我们有意控制了量子点上的表面功能化学物质,从而开发了一种新的表面工程方法,不仅可以稳定量子点,还可以保持电子通过(电流)的平滑路径。”
    根据王连舟和其团队的说法,这些效率水平开启了一些令人兴奋的可能性。由于这些量子点具有柔韧性,并且可以以成本有效的方式大规模打印,因此,通过进一步的工作,它们可以采用透明蒙皮的形式,该蒙皮可以叠放在飞机、汽车和房屋上以发电。现在,他们将继续通过开发该技术以完成这些目标。
    王连舟表示:“将来,我们将进一步提高量子点太阳能电池的效率,扩大太阳能电池在柔性和透明基板上的打印技术,以用于建筑窗户、可穿戴电子设备,并将量子点的应用扩展到LED等其他领域。”

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    • 澳大利亚昆士兰大学科学家在量子点太阳能电池效率方面取得重大突破,刷新世界纪录。 2月18日,澳大利亚昆士兰大学Lianzhou Wang教授带领的团队开发出能量转换效率高达16.6%的新型量子点太阳能电池,比此前世界纪录高出近25%。研究团队控制了量子点上的表面功能化学物质,从而开发出一种新的表面工程方法,此方法不仅可以稳定量子点,还可以保持电子通过的平滑路径。由于这些量子点具有柔韧性,且能够以较低成本大规模打印,因此它们可作为透明皮肤叠放在飞机、汽车和房屋上来发电。 相关研究成果发表于《自然能源》期刊。
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    • 编译者:guokm
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    • 随着技术变得日渐高效和廉价,绿色能源产业中的太阳能光伏面板行业,也迎来了蓬勃的发展。不过近日,澳大利亚国立大学(ANU)的研究团队,刚刚打破了太阳能电池的能效纪录。研究人员表示,他们开发的新型钙钛矿-硅串联太阳能电池的能量转化效率,已经达到了27.7%。 要知道五年前,行业纪录还只是13.7%。即便是两年前的25.2%,AUN的新方案还是增长了不少,且未来几年还有继续突破的潜力。 相比之下,目前大多数基于硅材料的商用太阳能电池,转化效率普遍在20%左右。不过鉴于硅和钙钛矿都能够很好地将转化太阳能,ANU研究团队决定将之结合起来。 据悉,两种材料能够吸收不同波长的光,其中硅材料主要针对红光与红外光,而钙钛矿主要面向蓝绿光。 为充分利用这一特性,研究人员将半透明的钙钛矿组件,堆叠在了硅组件之上。 换言之,太阳光会先被滤除蓝绿波段的能量,然后再被吸收红光与红外波段的能量。这样的设计,可以让顶层设计变得更加高效。 首席研究员The Duong指出,其使用了正丁基溴化铵这种新材料来涂覆光伏面板的钙钛矿活性层,特点是以二维化的形式排列。 这种材料有助于减少钙钛矿活性层表面的缺陷,从而提升这类光伏面板的性能。目前研究团队正在积极提升效率和赶上商业化进程,预计可在2023年实现30%转化率的目标。 有关这项研究的细节,已经发表在近日出版的《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上。