科研突破:华东理工大学找到延长太阳能电池寿命关键方法
IT之家在3月7日报道,钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和轻便性,受到广泛关注,被认为是未来光伏技术的重要发展方向。然而,此类电池存在一个重大缺陷——稳定性较差,难以满足长期使用的需求。
华东理工大学的研究团队成功找到了延长钙钛矿太阳能电池寿命的关键方法,这使得人类更加接近经济实惠、便携式太阳能面板的实用化。相关研究成果已于今日凌晨发表在国际顶尖期刊《科学》上。
钙钛矿太阳能电池被誉为“光明的未来”,它不仅具备传统硅电池的发电能力,还可以设计成纸张般薄的可弯曲形态,甚至能够贴附在衣物或窗户上。然而,IT之家注意到,这种电池有一个致命的不足:在阳光曝晒下性能会迅速衰退,导致其使用寿命远低于实际应用的要求。
研究团队发现,钙钛矿材料在阳光照射下会像气球一样反复扩张和收缩,长久以往容易导致“内部损伤”而破裂。该材料遇光后膨胀超过1%,内部晶体之间的压力会造成破坏,就像反复折叠的纸张最终会断裂一样。
为了解决这一问题,研究人员提出了一个独特的方法——为材料穿上“防弹衣”。研究团队采用了最坚韧的材料之一石墨烯,结合特殊透明塑料,制作出只有头发丝千分之一厚的超薄保护层。
实验结果表明,这层“防护服”能够将材料的抗压能力翻倍,将膨胀程度从0.31%降低到0.08%,就如为易碎品加上了抗震包装。
在模拟日常高强光和高温环境下进行的测试中,该电池在连续工作3670小时(约153天)后,仍能维持97%的发电效率。这是目前同类电池中稳定工作时间最长的一项成果,意味着其实际应用前景广阔。
目前,该技术正在与企业展开合作试验,一旦实现量产,建筑外墙发电玻璃、可折叠户外充电毯,以及为手机充电的太阳能薄膜都有望成为现实。
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