Cnbeta 04月18日 17:47
可弯曲太阳能电池打破转换效率纪录 可能很快超越刚性面板
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中国科学家团队在柔性太阳能电池领域取得重大进展,成功解决了钙钛矿层与粗糙CIGS基板的粘合难题。通过创新的溶剂操控和种子层技术,显著提升了柔性太阳能电池的效率和耐用性。研究团队研发的柔性串联太阳能电池,其性能可与刚性太阳能电池媲美,并能经受数千次弯曲而不损失性能。这项突破为超高效轻量化太阳能电池的实际应用铺平了道路,有望推动柔性太阳能技术的快速发展。

💡中国科学家团队开发了一种创新的反溶剂接种策略,以提高钙钛矿顶电池在粗糙表面上的性能。该策略的核心在于改进顶层和底层的粘合方式,从而使柔性串联太阳能电池更加高效和耐用。

✨研究团队采用了智能溶剂操控和种子层技术。他们利用高极性溶剂防止自组装单层(SAM)在溶解过程中聚集,同时以低极性溶剂作为抗溶剂,促进吸附过程中致密SAM的形成。此外,预混的晶种层改善了钙钛矿的润湿性和结晶性,确保其与基底的牢固粘附。

🚀该团队成功制作了一块面积为1.09平方厘米的柔性单片钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池。该器件实现了高达24.6%的稳定效率(认证效率为23.8%),这是迄今为止柔性薄膜太阳能电池的最高效率之一。

💪经过320小时的运行和3000次弯曲循环后,该设备仍保留了其初始效率的90%以上。这表明该技术具有卓越的机械耐久性和长期稳定性,为柔性太阳能电池的实际应用奠定了坚实的基础。

中国科学家取得突破,解决了一项重大设计难题:将光滑的钙钛矿层粘合到粗糙的 CIGS 基板上,从而推动了柔性太阳能技术的发展。新技术采用智能溶剂操控和种子层来提高附着力、效率和耐久性。最终,他们研发出了一种柔性串联太阳能电池,其功率输出可与刚性太阳能电池媲美,并且能够弯曲数千次而不会损失太多性能。这可能是超高效轻量化太阳能电池走向实际应用的转折点。

采用抗溶剂接种法开发的柔性钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池。图片来源:NIMTE

中国研究人员开发出一种方法,通过改进顶层和底层粘合的方式,使柔性串联太阳能电池更加高效和耐用。

该设计的核心是铜铟镓硒 (CIGS),这是一种广泛使用的半导体,以其可调带隙、强光吸收、对温度变化的低敏感性以及出色的长期稳定性而闻名。这些特性使 CIGS 成为下一代串联太阳能电池底层的理想材料。

在柔性叠层太阳能电池中,顶层钙钛矿(一种高效的吸光材料)与底层CIGS(铜铟镓硒)相结合。这种组合为轻量化、高性能太阳能电池板提供了巨大的潜力。然而,CIGS层的粗糙结构使得在其上沉积高质量的钙钛矿薄膜变得困难,这对其商业化发展构成了关键障碍。

在今天(4 月 18 日)发表在《自然能源》杂志上的一项研究中,中国科学院宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)叶继春教授领导的研究小组开发了一种创新的反溶剂接种策略,以提高钙钛矿顶电池在粗糙表面上的性能。

科学家们将自组装单层 (SAM) 的吸附和溶解过程分离,同时整合了钙钛矿晶种技术。他们利用高极性溶剂防止 SAM 在溶解过程中聚集,同时以低极性溶剂作为抗溶剂,促进吸附过程中致密 SAM 的形成。此外,预混的晶种层改善了钙钛矿的润湿性和结晶性,确保其与基底的牢固粘附。

凭借这些创新技术,该团队制作了一块面积为1.09平方厘米的柔性单片钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池。与顶级刚性太阳能电池相比,该器件实现了高达24.6%的稳定效率(认证效率为23.8%),这是迄今为止柔性薄膜太阳能电池的最高效率之一。

经过 320 小时的运行和 3000 次半径为 1 厘米的弯曲循环后,该设备仍保留了其初始效率的 90% 以上,表现出卓越的机械耐久性和长期稳定性。

编译自/ScitechDaily

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