鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:583次 | 2021年09月23日
科學(xué)家研制出便宜又穩(wěn)定的液體太陽(yáng)能電池
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,美國(guó)科學(xué)家表示,他們最新研制出了一種便宜且穩(wěn)定的液體太陽(yáng)能電池。這種由納米晶體制成的電池體形非常嬌小,因而能以液體墨水的形式存在,可印刷或者涂抹在干凈基底的表面。最新研究發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)出版的國(guó)際無(wú)機(jī)化學(xué)期刊《道爾頓匯刊》上。南加州大學(xué)科學(xué)家研制的這種太陽(yáng)能電池使用的納米晶體由半導(dǎo)體硒化鎘制成,其大小約為4納米,這意味著一個(gè)針頭上就可以放置2500億個(gè),而且其也可以漂浮在液體溶液內(nèi)。該研究的領(lǐng)先者、南加州大學(xué)文理學(xué)院化學(xué)副教授理查德·布切爾表示:就像印刷報(bào)紙相同,我們也可以印刷太陽(yáng)能電池。
盡管與目前廣泛使用的單晶體硅晶圓太陽(yáng)能電池相比,液態(tài)納米晶體太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程更加便宜,但其光電轉(zhuǎn)化效率要稍遜一籌。不過(guò),在最新研究中,研究人員攻克了制造液體太陽(yáng)能電池面對(duì)的關(guān)鍵問(wèn)題:如何制造出一種穩(wěn)定且能導(dǎo)電的液體。
以前,科學(xué)家們要讓有機(jī)配位體分子依附在納米晶體之上,以讓納米晶體保持穩(wěn)定并預(yù)防二者相互黏連在一起。但這些有機(jī)配位體分子同時(shí)也會(huì)將晶體隔絕起來(lái),使整個(gè)系統(tǒng)的導(dǎo)電性能變得非常差。布切爾表示:這一直是該領(lǐng)域面對(duì)的重要挑戰(zhàn)。
為此,布切爾和南加州大學(xué)的博士后研究員戴維·韋伯為這種納米晶體研發(fā)出了一種新的表面涂層。這種新的合成配位體不僅在使納米晶體穩(wěn)定方面表現(xiàn)良好,而且,它們實(shí)際上也變身為細(xì)小的橋梁,將納米晶體連接起來(lái)并幫助它們傳輸電流。
另外,通過(guò)一個(gè)相對(duì)低溫、不要進(jìn)行任何與熔化有關(guān)的過(guò)程,科學(xué)家們就可以將這種液體太陽(yáng)能電池印刷在塑料而非玻璃表面,最終得到一種柔性太陽(yáng)能電池板,其形狀可以隨需而變安裝在任何地方。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
布切爾表示,接下來(lái)他計(jì)劃使用其他材料而非有毒的鎘來(lái)制造納米晶體。他也指出:盡管對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)還要等上幾年,不過(guò),他們已經(jīng)很清楚地看到,這項(xiàng)技術(shù)可以同下一代太陽(yáng)能電池技術(shù)完美地結(jié)合在一起。