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太阳能电板恶果陡立30%北京赛车体育

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撰文 | 王怡博

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两支寥落连络团队于7月6日在《科学》（Science）杂志上分散发表连络称，太阳能电板的光电窜改恶果陡立了30%大关——真确地说是钙钛矿/晶硅叠层太阳能电板。

几十年来，单晶硅太阳能电板一直是光伏行业的主力，咫尺的窜改恶果不错达到24%以上，但却受制于29.4%傍边的表面恶果极限。为了陡立这一摈弃并进一步鼓舞太阳能的运用，科学家一直在探索新的材料架构来立异器件，包括将两个或更多的太阳能电板串联起来。

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而钙钛矿太阳能电板自2009年头次出现以来，就受到了等闲暄和。一方面，它在发奋提升光电窜改恶果，以便挤进现存的、以硅为主的光伏市集，另一方面又在尝试与硅麇集，变成一种新的电板——钙钛矿/晶硅叠层太阳能电板。

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在这种叠层电板中，钙钛矿子电板会千里积在晶硅子电板的上方，“二者不错有用拿获太阳光谱的不同部分，从而更好地运用太阳能。”瑞士洛桑联邦理工学院的秦心宇（其中一项新连络的第一作家及通信作家）说。举例，比较于硅，钙钛矿材料约略运用蓝光或紫外光等能量较高的部分。这么一来，“通过趋附两个子电板的输出，叠层电板就能杀青比单结电板更高的能量输出。”

不外，咫尺钙钛矿/晶硅叠层太阳能电板还靠近着一些要害的挑战，其中之一是钙钛矿子电板的顶面与电子传输层之间的界面处会发生复合失掉（recombination losses）。“复合失掉是指光生载流子（电子和空穴）在被蚁集和运用之前又再行组合在了一皆，从而导致恶果失掉。” 秦心宇解释说念。

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为了惩处这个问题，秦心宇等东说念主通过引入一种基于磷酸的添加剂来休养钙钛矿的结晶历程。收尾表露，这种递次不错有用钝化钙钛矿层与电子传输层间的界面，从而缩小会影响电板举座性能的复合失掉。由此产生的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电板经认证后的光电窜改恶果为31.25%——跳跃了30%。“这再次阐发了叠层太阳能电板时刻的雄壮后劲，”秦心宇说。

南京大学谭海仁课题组的孔文池（未参与这两项新连络）也对此评价说念：“叠层电板的恶果还是跳跃了单结太阳能电板的表面恶果极限，对鼓舞光伏作事的发展具有额外迫切的敬爱。”本年1月，谭海仁团队与配合者在《先进材料》（Advanced Materials）杂志上发表了一项连络，成就了一种有机阴离子添加剂援救钙钛矿结晶的战术，最终杀青了光电窜改恶果高达28%傍边的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电板。

此外，另一项新连络由德国亥姆霍兹柏林材料与动力中心的史蒂夫·阿尔布雷希特（Steve Albrecht，另一项连络的通信作家）教养完成。不同于秦心宇团队的连络，阿尔布雷希特团队运用的是一种双功能分子哌嗪碘化物（piperazinium iodide，简称PI），它位于钙钛矿层和电子传输层之间，主要在这个界面处进展桥梁作用，减少复合失掉，孔文池说。这同期促进了电子传输层从钙钛矿层中索取电子，进而提升电子传输恶果。这种叠层太阳能电板经认证后的窜改恶果达到了32.5%。

值得提防的是，这两项新连络描画的原型仅限于践诺室范畴，寿命也还并不如意——数十或数百小时后，窜改恶果就会降到当先的80%。比较之下，咫尺市集上的单晶硅太阳能电板约略在责任25年后，仍然保捏开动恶果的85%以上。

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秦心宇说，他对此次的陡立“并不感到骇怪”，因为他们知说念这些材料有后劲杀青30%以上的窜改恶果，而咫尺获取的收尾照实说明这种太阳能时刻有远景。但要思插足光伏市集，还需要进一步改良和完善相干时刻，而这“瞻望可能需要5到10年的时候”，秦心宇说。

本文选自《人人科学》杂志2023年8月刊

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