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| 韓國研究人員開發(fā)更便宜的環(huán)保型太陽能電池 |
| （時間:2020-11-13 9:59:09） |
太陽能是不可再生能源的環(huán)境友好型替代品。然而，目前的太陽能電池板需要使用有毒材料作為緩沖劑，這并不具有可持續(xù)性。為此，韓國仁川國立大學的一個科學家團隊開發(fā)了一種新的環(huán)境友好型替代品，稱為ZTO緩沖劑，可以克服這一限制。他們的研究結果發(fā)表在《Nano Energy》上。
太陽能電池板由光伏電池組成，材料暴露在光下會產(chǎn)生受激電子，也就是電流�，F(xiàn)代薄膜太陽能電池是由微米或亞微米厚的光伏材料組成，使其可以集成到柔性面板中。然而，這種工藝有一些局限性。領導這項研究的Jun Ho Kim教授解釋說："大多數(shù)薄膜太陽能電池包括有毒和昂貴的元素，這可能會阻礙太陽能電池應用的擴展。" Kim教授和他的團隊正在研究使用天然的環(huán)保材料生產(chǎn)太陽能電池，這些材料易于提取，制造成本低廉。
科學家們研究了由kesterite組成的環(huán)保電池，kesterite是一種天然礦物，可以作為光子吸收劑。大多數(shù)kieserite電池使用硫化鎘（CdS）制成的緩沖層來優(yōu)化其性能。盡管它們的效率很高，但與制造這些緩沖層有關的污染和鎘的毒性在環(huán)保型太陽能電池中并不是理想的特征。為了解決這個問題，研究人員研究了一種新的替代品，稱為 "ZTO緩沖層"。為了進一步提高太陽能電池的效率，該團隊將吸收層（kesterite）和緩沖層（ZTO）之間的電子能量水平對齊。這使得電子在兩層之間更好地循環(huán)，提高了電池的電壓和整體性能，功率轉換效率達到了11.22%。目前使用CdS緩沖層的kieserite電池的最高效率為12.6%，這意味著新電池表現(xiàn)出很高的效率。該技術是第一個僅使用環(huán)保、豐富和廉價的材料就能產(chǎn)生如此高性能的電池。
隨著未來幾十年可再生能源比例的增加，這項研究的重要性只會越來越大。隨著對太陽能電池板需求的增長，以最環(huán)保、最廉價的方式采購其組件尤為重要。Kim博士和他的團隊所描述的技術讓我們離這個目標更近了一步。Kim教授最后談到了他們的研究成果的潛在應用："環(huán)保的薄膜太陽能電池可以安裝在建筑物和房屋的屋頂和墻壁上，就近發(fā)電。它們還可以被應用于地面車輛（汽車、公共汽車和卡車）和海上運輸工具（船只和遠程船舶），以部分支持電力供應。"
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