科學家正在研究一種令人興奮的新材料,稱為鈣鈦礦,這是一種光敏晶體,可以徹底改變太陽能。
在短短幾年內,其功率轉換效率幾乎與傳統矽持平,約為 22%,而且厚度薄了約 1,000 倍。
所有這些可能意味著我們未來為太陽能支付的價格可能會大幅下降。
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— 阿比吉斯·維賈揚 (@rebelthe8055)2018 年 2 月 12 日
太陽能電池三明治
這些第三代太陽能電池像三明治一樣逐層構建,以鈣鈦礦作為光捕獲活性層。
它是半透明的,這意味著建築物的窗戶有一天可以被彩色鈣鈦礦板取代,這也可以發電。
作為歐盟計畫的一部分,太陽能電池的實驗正在洛桑聯邦理工學院進行。戈特太陽能研究項目。指導研究的是 Michael Grätzel 教授。
他說:「鈣鈦礦的令人驚訝之處在於,它們是由簡單程序的解決方案和現成的材料製成的,我們看到的性能結果今天已經領先於矽多晶。
「當然,警告是首要的,我們必須小心,妥善處理這個弱點。但除此之外,它確實是一種非凡的材料,它將開闢自己的道路。
為了避開鉛,科學家在太陽能電池上塗上防護玻璃。這也解決了其他問題之一——鈣鈦礦對濕度非常敏感,而玻璃可以保護它們免受濕氣的影響。
太陽能電池的最後一層是金,充當電極。
鈣鈦礦電池和矽一樣吸收光,但製造成本要低得多,因為它們可以在低得多的溫度下生產。鈣鈦礦可以塑造未來#太陽的:https://t.co/rDOPzsLm2S
— 鐵與地球 (@IRONandEARTH)2018 年 2 月 11 日
超強效果
GOTSolar 計畫的一方面正在探索其所謂的串聯技術,將矽和鈣鈦礦一起使用以獲得超級充電效果。
阿德里奧·門德斯教授是計畫協調員。他解釋道:“最有趣的是,我們可以將這項技術與使用矽的技術結合起來,以獲得效率可達 30% 的電池。”
在荷蘭埃因霍溫,研究人員正在致力於擴大鈣鈦礦太陽能電池的規模。
面臨的挑戰是在更大範圍內複製實驗室的結果,這是鈣鈦礦太陽能電池商業化道路上的重要一步。
更進一步
門德斯教授表示進展順利:「該設備可產生高達 18 伏特和 2 瓦特的功率。我們能夠實現該專案的目標,但我們希望超越這一目標。但這項技術的某些方面仍在開發中,其中一些是它的基礎,例如穩定性。
計畫合作夥伴 Great Cell Solar 的 Olivier Bellon 博士正在 Solliance 研究中心對太陽能板進行壓力測試,了解它們如何在極端溫度和長時間光照以及模擬現實世界天氣的條件下生存。
Solliance 創下鈣鈦礦太陽能電池更多紀錄
目前進展的一個特別令人高興的特點是使用低成本 R2R 製程實現太陽能商業和工業屋頂的可能性,從而開闢了一個全新的空間來捕捉…https://t.co/iOwLbUGNx9— 布里斯本 VIP Roofing (@viproofingqld)2018 年 1 月 29 日
那麼貝隆博士認為鈣鈦礦什麼時候可以作為商業產品推出市場?
他回答:「如果最近在穩定性、開發和技術方面的成果可以作為依據,我可以很容易地想像可穿戴技術或消費性電子產品將在很短的時間內成為第一個使用鈣鈦礦的產品,因此對於任何更重要的應用例如建築產品和汽車行業,時間可能會更長一些。
Bellon 博士預計他們的首款基於鈣鈦礦的產品最快可能會在 2019 年上架。