昆士蘭大學突破鈣鈦礦技術(shù),太陽能電池效率創(chuàng)世界紀錄

2025-04-26 10:32  瀏覽:  

在可再生能源領(lǐng)域,昆士蘭大學的研究人員取得了重要突破。由王連洲教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊成功研發(fā)出一種錫鹵化物鈣鈦礦(THP)太陽能電池,其將陽光轉(zhuǎn)化為電能的效率達到了創(chuàng)紀錄的16.65%。

王教授在昆士蘭大學的澳大利亞生物工程和納米技術(shù)研究所以及化學工程學院工作,他領(lǐng)導(dǎo)的團隊在《自然納米技術(shù)》雜志上發(fā)表了這項研究成果。王教授表示,實驗室取得的認證讀數(shù)比THP太陽能電池之前的最佳讀數(shù)高出近一個百分點,這是一個巨大的飛躍。在這個以精細和漸進式進步而聞名的領(lǐng)域,這一成就無疑具有里程碑意義。

王教授指出:“這一讀數(shù)與目前市場上許多硅基太陽能電池的讀數(shù)一致,但THP太陽能電池有可能更便宜、更快速地制造。”他強調(diào),研究團隊對這一紀錄感到非常興奮,同時也為具有成本效益的可再生能源技術(shù)的進步做出了貢獻。

五年前,王教授的實驗室利用另一種技術(shù)——量子點,為太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率設(shè)定了基準。如今,他們再次創(chuàng)造歷史,將THP太陽能電池的效率提升至新的高度。研究小組成員何東旭博士表示,2020年創(chuàng)下量子點紀錄的許多方法、工藝和材料為提升THP薄膜太陽能電池的性能提供了寶貴經(jīng)驗。

何博士進一步指出,THP太陽能電池具有巨大的商業(yè)潛力,因為鈣鈦礦器件的生產(chǎn)比硅基太陽能電池更具可持續(xù)性。此外,THP的好處在于其使用的是更加環(huán)保的錫,而不是大多數(shù)鈣鈦礦太陽能電池中廣泛使用的有毒鉛。這意味著THP太陽能電池可以安全地安裝在家中,為居民提供清潔、可再生的能源。

然而,在THP太陽能電池的研發(fā)過程中,研究團隊也遇到了挑戰(zhàn)。由于用于制造THP太陽能電池的快速結(jié)晶薄膜質(zhì)量不合格,錫前體的使用一直存在問題,導(dǎo)致效率下降。為了克服這一障礙,研究小組通過加入銫離子來改善微觀結(jié)構(gòu)并減少THP薄膜中的缺陷。陳鵬博士表示,這一創(chuàng)新舉措使得他們的產(chǎn)品能夠達到創(chuàng)紀錄的效率水平,同時還能通過嚴格的環(huán)境檢查。

王教授表示,他很高興看到其他研究人員爭相打破THP記錄,因為這最終意味著更好、更環(huán)保的可再生能源技術(shù)將不斷涌現(xiàn)。他指出,THP電池的靈活性和多功能性(加上更高的效率)可以使其成為室內(nèi)外家用光伏太陽能電池板的理想選擇。此外,該團隊采用的方法還可以應(yīng)用于其他需要高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的設(shè)備,如激光器、光電探測器和晶體管。

王教授對THP太陽能電池的應(yīng)用前景充滿信心。他表示:“我們最終可以看到THP用于解決工程難題,包括作為電動飛機的輕量級動力解決方案——天空才是真正的極限。”

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