钙钛矿太阳能电池大势来袭

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近年来,钙钛矿这一物质频繁出现在世人眼前,2009年至2014年五年间,钙钛矿太阳能电池光电转换率最高可达到近20%,这对传统的晶体硅太阳能电池发起了挑战。要知道,晶体硅太阳能电池自1970年代研制至今,其最高的转换率为25%。光电转换率越高,太阳能独挑人类的能源需求“大梁”的可能性就越大。

目前80%的太阳能电池板制作原料都是晶体硅,但是这种材料的太阳能电池生产和安装成本非常高,这意味着需要更好的替代品,钙钛矿无疑是强有力的候补之一。

1983年,钙钛矿发现于地幔内部,以俄国矿物学家Lev perovskite命名。2009年以来,包括牛津大学和瑞士洛桑联邦科技学院在内的科学家们一直对该矿予以了很高的关注度。

“钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在很短时间内迅速提高,掀起了一阵‘钙钛矿热’。”洛桑联邦科技学院的光子学与接口实验室主任Michael Graetzel说,“如今其效率达到了19.3%的峰值,未来还有待于进一步提高。”

Graetzel帮助开发出一种建立在已有基础上的新型太阳能电池。“将钙钛矿分布在传统的晶体硅太阳能电池的顶部,大大提高效率,”他说,“花费的成本并不高。这对主流的太阳能电池板来说是一个不错的应用前景。”

由于钙钛矿对水和高温的反应尤为强烈,它的稳定性测试还有待于进一步展开。Graetzel表示,“这些测试目前都在进行中,我非常肯定这些问题能都能被妥善解决,真是令人激动。”

 

 

旧车用蓄电池变废为宝
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制造钙钛矿太阳能电池的必备原料之一就是铅,但直接从矿石中提取的铅有毒,美国麻省理工学院的研究者们找到了替代品。

Angela Belcher带领的研究团队用旧车用蓄电池中的回收铅来替代铅,由于一个钙钛矿太阳能电池的厚度仅有几微米,因此回收铅的用量非常省,一个旧车用蓄电池回收铅的量足够生产能为30家住宅供电的太阳能电池板。这项技术可以说是钙钛矿太阳能电池催生的新应用。

国际电池理事会表示,98%以上的旧电池里的铅一般都会被回收,主要用来制作新电池。然而随着汽车行业的变化,锂电池逐渐普及,汽车新电池的需求量逐渐减少,大量的旧车用蓄电池被淘汰。

幸运的是,钙钛矿太阳能电池的需求量直线上升,为旧车用蓄电池打开了一个新的市场。既变废为宝,又避免了旧电池污染环境。该项技术得到美国政府的大力支持,政府补贴丰厚。

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