二十一世紀(jì)以來(lái),全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)所引發(fā)的能源消耗達(dá)到了空前的程度,再加上環(huán)境污染日益嚴(yán)重,世界各國(guó)的科研人員都致力于開發(fā)新的綠色能源和可再生資源,以保證能源正常供應(yīng)又能減低對(duì)環(huán)境的破壞。如今,硅基太陽(yáng)能電池雖已發(fā)展了50年,應(yīng)用也日趨廣泛,但生產(chǎn)卻因?yàn)樵牧习嘿F而走到了瓶頸期。所幸期間也涌現(xiàn)出不少新技術(shù),包括有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(organic–inorganic hybrid perovskite solar cells)與全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(all-inorganic perovskite solar cells)。當(dāng)中,雖然有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合鈣鈦礦電池在光電轉(zhuǎn)換效率上更勝一籌,但當(dāng)溫度達(dá)攝氏85度時(shí),它的有機(jī)部分就會(huì)分解。相反,全無(wú)機(jī)鈣鈦礦雖然光電轉(zhuǎn)換效率較差,卻在高溫下有較佳的熱穩(wěn)定性(thermal stability),甚至可適用于沙漠這樣較為極端的環(huán)境。
因此,香港城市大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)一直在積極探研提高全無(wú)機(jī)鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率的方法。全無(wú)機(jī)鈣鈦礦電池光電轉(zhuǎn)換效率不高的主因,是制備鈣鈦礦時(shí)涉及快速結(jié)晶的過(guò)程,表面或晶界有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些缺陷,而這些缺陷會(huì)令電荷無(wú)法自由流動(dòng),窒礙電流形成,造成開路電壓(open-circuit voltage)嚴(yán)重流失。于是他們?cè)谥苽溻}鈦礦的過(guò)程中,添加了特制的小分子6T1C-4F,以減少表面或晶界的缺陷。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),開路電壓從1.10V顯著提高到1.16V,且填充因子(Fill Factor, 即電子有否被有效收集)及短路電流(Short circuit current)在添加6T1C-4F作鈍化后都有所改善。研究結(jié)果還顯示,在連續(xù)照射350小時(shí)后,電池的能量轉(zhuǎn)化效率只下降了約15%。這說(shuō)明添加6T1C-4F以鈍化鈣鈦礦的表面,不僅能保護(hù)鈣鈦礦的表面免受濕氣、氧氣和光線的侵蝕,而且結(jié)晶的顆粒增大了,能有效減少晶界缺陷及電流流失,使得全無(wú)機(jī)鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性均能有所提高。
據(jù)悉,香港城大上述新研發(fā)的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率為16.1%,而獲中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院認(rèn)證的效率亦高達(dá)15.6%。
這次研究由香港城大學(xué)務(wù)副校長(zhǎng)兼化學(xué)及材料科學(xué)講座教授任廣禹教授領(lǐng)導(dǎo),他在在鈣鈦礦研究領(lǐng)域領(lǐng)先,其相關(guān)論文廣被引用。他指出,這次研究成果的突破在于找出了簡(jiǎn)單方法,便可制成光電轉(zhuǎn)換效率與穩(wěn)定性兼具的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦電池。他相信, 全無(wú)機(jī)鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率還有進(jìn)一步提升的潛力。
他又指出,他們這款全無(wú)機(jī)鈣鈦礦電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是“倒裝式”,適合制成疊層式太陽(yáng)能電池(tandem solar cells)。疊層式太陽(yáng)能電池的的特色是,能同時(shí)吸收不同光譜的太陽(yáng)光,因此科研界預(yù)料,其光電能量轉(zhuǎn)換率未來(lái)可超過(guò)30%。
任教授還表示,科研人員對(duì)鈣鈦礦電池展開研究雖然只有約十年時(shí)間,但鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率已由最初的3.8%急增至超過(guò)25%,直逼我們現(xiàn)時(shí)常用的硅基太陽(yáng)能電池。加上鈣鈦礦以溶液制成,不僅制作簡(jiǎn)單易大量生產(chǎn),制造所需的能源更只是硅基太陽(yáng)能電池所需的十分之一,應(yīng)用潛力極大。倘若商業(yè)化,必定對(duì)解決現(xiàn)時(shí)的能源危機(jī)大有裨益。
文章內(nèi)容僅供閱讀,不構(gòu)成投資建議,請(qǐng)謹(jǐn)慎對(duì)待。投資者據(jù)此操作,風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。
近日,德國(guó)柏林國(guó)際電子消費(fèi)品展覽會(huì)(IFA2024)隆重舉辦。憑借在核心技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及應(yīng)用方面的創(chuàng)新變革,全球領(lǐng)先的智能終端企業(yè)TCL實(shí)業(yè)成功斬獲兩項(xiàng)“IFA全球產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新大獎(jiǎng)”金獎(jiǎng),有力證明了其在全球市場(chǎng)的強(qiáng)大影響力。
近日,中國(guó)家電及消費(fèi)電子博覽會(huì)(AWE 2024)隆重開幕。全球領(lǐng)先的智能終端企業(yè)TCL實(shí)業(yè)攜多款創(chuàng)新技術(shù)和新品亮相,以敢為精神勇闖技術(shù)無(wú)人區(qū),斬獲四項(xiàng)AWE 2024艾普蘭大獎(jiǎng)。
“以前都要去窗口辦,一套流程下來(lái)都要半個(gè)月了,現(xiàn)在方便多了!”打開“重慶公積金”微信小程序,按照提示流程提交相關(guān)材料,僅幾秒鐘,重慶市民曾某的賬戶就打進(jìn)了21600元。
由世界人工智能大會(huì)組委會(huì)、上海市經(jīng)信委、徐匯區(qū)政府、臨港新片區(qū)管委會(huì)共同指導(dǎo),由上海市人工智能行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合上海人工智能實(shí)驗(yàn)室、上海臨港經(jīng)濟(jì)發(fā)展(集團(tuán))有限公司、開放原子開源基金會(huì)主辦的“2024全球開發(fā)者先鋒大會(huì)”,將于2024年3月23日至24日舉辦。