康奈尔工程师称:用钙钛矿来代替硅,是光伏电池更好的选择

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康奈尔大学的研究工程师说,我们应该放弃硅,用钙钛矿来代替它才是更好的选择。研究人员发现,由全钙钛矿结构组成的太阳能电池板中的光伏晶片优于由当前最先进的晶体硅制成的光伏电池。实际上,全钙钛矿结构甚至优于钙钛矿-硅串联电池,这些电池的堆叠方式使它们能够更好地吸收光。


钙钛矿的崛起


自从研究人员发现钙钛矿可以用作太阳能材料以来,该技术已经实现了跨越式发展-从单结点架构的效率水平从2006年的2%到2020年的25.2% (在硅基串联电池中达到29.1%)。


康奈尔工程师称:用钙钛矿来代替硅,是光伏电池更好的选择


据说钙钛矿太阳能电池在太阳能电池板中使用时更加节能。图片由Dennis Schroeder和康奈尔大学提供


特别是在最近几年中,钙钛矿已开始获得认可,成为一种奇妙的材料。如今,世界各地的研究团队,如最近在加州大学伯克利分校(UC Berkeley)开展的研究一样,正在取得有关钙钛矿的开创性发现,这些发现可以帮助我们实现所谓的太阳热潮。


太阳能的可持续未来


根据康奈尔团队的研究,硅光伏发电需要昂贵的初始能源支出,并且平均需要18个月才能看到回报。相比之下,具有全钙钛矿串联配置的太阳能电池晶片可在四个月的初始投资中实现能源回报-减少了4.5倍。


康奈尔工程师称:用钙钛矿来代替硅,是光伏电池更好的选择


回顾三种类型的太阳能电池的能量消耗和环境影响:SHJ,钙钛矿-硅串联,钙钛矿-钙钛矿串联。图片由Science Advances提供


但是,太阳能电池板不会永远持续下去。随着时间的流逝,它们的效率降低,必须予以更换。就像在制造阶段一样,硅面板的分解和回收非常耗能,而钙钛矿电池可以更容易地回收。


为了说明他们的观点,康奈尔大学的工程师使用了汽车的类比。使用硅太阳能电池类似于在使用寿命结束时更换整辆汽车,而更换钙钛矿太阳能电池就像安装新电池一样。


康奈尔大学能源系统工程学教授尤凤起认为,钙钛矿电池是有希望的,它有潜力变得更便宜,更节能,可扩展且寿命更长太阳能的未来需要可持续。



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