鈣鈦礦太陽(yáng)能電池真實(shí)能效評(píng)估

實(shí)驗(yàn)室中的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

金屬鹵化物鈣鈦礦被發(fā)現(xiàn)適合作為光伏材料僅有十年的時(shí)間。如今，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池已經(jīng)發(fā)展到幾乎和最好的傳統(tǒng)硅基電池一樣高效。如果它們能夠以印刷的方式簡(jiǎn)單、快速地生產(chǎn)，將有很大希望成為高效、低成本的電池選擇。

其通往商業(yè)化的過程中，主要的障礙來自于鈣鈦礦設(shè)備的穩(wěn)定性。通常，主要通過實(shí)驗(yàn)室中持續(xù)不斷的照明或者戶外測(cè)試來評(píng)估鈣鈦礦裝置在實(shí)際運(yùn)作過程中的穩(wěn)定性。第一種方法的缺點(diǎn)在于沒有考慮到真實(shí)世界實(shí)際過程中輻照度和溫度會(huì)隨著晝夜和季節(jié)的變化而變化?；阝}鈦礦太陽(yáng)能電池響應(yīng)時(shí)間很慢這一現(xiàn)狀，這些因素顯得尤為重要。

另一方面，戶外測(cè)試要求設(shè)備嚴(yán)密封裝，以避免其受到惡劣天氣的影響。但是，封裝主要解決寄生式故障機(jī)制，而這些機(jī)制不一定和鈣鈦礦材料本身相關(guān)。

為了免于這一困境，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）教授AndersHagfeldt實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家WolfgangTress與MichaelGr?虞tzel實(shí)驗(yàn)室的同事一起，將現(xiàn)實(shí)世界的條件帶入了實(shí)驗(yàn)室的受控環(huán)境中。利用洛桑附近一個(gè)氣象站的數(shù)據(jù)，他們復(fù)制了一年中某些具體時(shí)間內(nèi)真實(shí)世界的溫度和輻照度曲線。通過這一方法，科學(xué)家們能夠量化實(shí)際條件下鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能源產(chǎn)量。“這是太陽(yáng)能電池實(shí)際應(yīng)用的最終決定因素。”Tress說。

這項(xiàng)近日發(fā)表在《自然—能源》雜志的研究成果發(fā)現(xiàn)，溫度和輻照度的變化不會(huì)以任何戲劇性的方式影響鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能。雖然電池的效率在一天當(dāng)中會(huì)略有下降，但它會(huì)在夜間恢復(fù)。

“該研究為在實(shí)際操作條件下評(píng)估鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能和可靠性提供了進(jìn)一步的步驟。”Tress說。（計(jì)紅梅編譯）

論文相關(guān)信息：https://doi.org/10.1038/s41560-019-0400-8