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2019-06-24 09:18 来源: 中国科学报 

  实验室中的钙钛矿太阳能电池

  金属卤化物钙钛矿被发现适合作为光伏材料仅有十年的时间。如今,钙钛矿太阳能电池已经发展到几乎和最好的传统硅基电池一样高效。如果它们能够以印刷的方式简单、快速地生产,将有很大希望成为高效、低成本的电池选择。

  其通往商业化的过程中,主要的障碍来自于钙钛矿设备的稳定性。通常,主要通过实验室中持续不断的照明或者户外测试来评估钙钛矿装置在实际运作过程中的稳定性。第一种方法的缺点在于没有考虑到真实世界实际过程中辐照度和温度会随着昼夜和季节的变化而变化。基于钙钛矿太阳能电池响应时间很慢这一现状,这些因素显得尤为重要。

  另一方面,户外测试要求设备严密封装,以避免其受到恶劣天气的影响。但是,封装主要解决寄生式故障机制,而这些机制不一定和钙钛矿材料本身相关。

  为了免于这一困境,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)教授Anders Hagfeldt实验室的科学家Wolfgang Tress与Michael Gr?覿tzel实验室的同事一起,将现实世界的条件带入了实验室的受控环境中。利用洛桑附近一个气象站的数据,他们复制了一年中某些具体时间内真实世界的温度和辐照度曲线。通过这一方法,科学家们能够量化实际条件下钙钛矿太阳能电池的能源产量。“这是太阳能电池实际应用的最终决定因素。”Tress说。

  这项近日发表在《自然—能源》杂志的研究成果发现,温度和辐照度的变化不会以任何戏剧性的方式影响钙钛矿太阳能电池的性能。虽然电池的效率在一天当中会略有下降,但它会在夜间恢复。

  “该研究为在实际操作条件下评估钙钛矿太阳能电池的性能和可靠性提供了进一步的步骤。”Tress说。

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