日本大学研发新型太阳能电池 有望实现跨越性发展

来源:凤凰科学发布时间:2018-05-03 14:25:01

近日,冲绳科学技术大学研究生院研发了新型全无机钙钛矿太阳能电池,解决了困扰太阳能电池技术面临的三个关键问题:效率,稳定性和成本。

太阳在太阳系中心释放了巨大的能量,而太阳能就是利用这部分能量,这也是实现可持续能源供应的关键目标之一。

具有太阳能电池的电子设备可以将光能直接转换成电能,加以使用。迄今为止,大多数太阳能电池都是由硅制成的,主要是利用了这种物质易吸收光线的特质,但是硅面板的生产成本很高,所以性价比一直是一个问题。

科学家一直在研究一种由钙钛矿结构制成的替代品材料。而钙钛矿是地球上发现的一种矿物质,由特定分子排列的钙,钛和氧组成,科学家研究的是和其具有相同晶体结构的材料,也就是钙钛矿结构材料。

钙钛矿材料作为太阳能电池的集光活性层非常实用,因为它们能有效地吸收光线,更重要的是价格要比硅便宜得多。这种材料实用方式也非常多,例如,可以将其溶解在溶剂中,并直接喷涂到基材上。

但是这种材料也并非完美,钙钛矿结构材料通常非常不稳定,温度过高的时候不稳定,这阻碍了其商业化。

冲绳科学技术大学研究生院(OIST)能源材料与表面科学研究所由齐亚平教授领导,他发现了新型钙钛矿材料,该材料稳定,高效,并且生产成本相对较低,未来太阳能电池的使用会更加广泛。

最近,他们的研究结果发表在《Advanced Energy Materials》上,博士后贾良博士和刘宗豪博士也对这项工作做出了重大贡献。

但在钙钛矿太阳能电池变得像硅太阳能电池一样具有商业可行性之前,仍有许多挑战需要克服。例如,钙钛矿太阳能电池的寿命在一年或两年,但硅太阳能电池可以工作20年。

齐亚平和他的同事们将继续研究这些新型电池的效率和耐久性,并且正在以商业规模制造这些电池。鉴于自2009年第一颗钙钛矿太阳能电池被报道以来,该技术发展速度飞快,新型电池的未来可以说是非常光明。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201805/03/286929.html

责任编辑:suna
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
金泽大学实施钛矿太阳能电池的铅稳定技术实地测试来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-09 16:18:43

东芝能源系统公司主导该项目,长州工业株式会社、电通信大学和金泽大学共同实施。该试验涉及将叠层的钙钛矿太阳能电池与铅稳定技术集成到户外测试模块中。该活动计划于2025年8月8日至2026年12月举行。

复旦大学赵岩&王洋&梁佳Nat Energy:厘米级无富勒烯锡基钙钛矿太阳能电池实现14.51%认证效率来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:33:49

富勒烯基电子传输层常用于锡基钙钛矿太阳能电池以实现高功率转换效率,但其存在成本高、合成复杂、电子迁移率低以及与钙钛矿相互作用有限等问题。该研究展示了非富勒烯ETL在锡基钙钛矿光伏中的潜力。研究亮点:高效率与大尺寸兼备:采用非富勒烯ETL材料P3,实现了小面积16.06%和大面积14.67%的高效率,且均通过第三方认证,为锡基钙钛矿太阳能电池的大面积化提供了可行路径。

苏州大学袁建宇Nat. Commun.:原位熵配体工程实现高效率量子点太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:11:57

本文苏州大学袁建宇等人报道了一种高效的原位熵配体工程策略,使用双磷酸酯来提升有机-无机杂化FAPbI量子点的分散性和电荷传输性能。研究亮点:效率突破:认证效率达18.23%通过DEHP熵配体工程,量子点太阳能电池实现18.68%的最高效率,是目前报道的最高效率之一,彰显该策略在提升器件性能方面的强大潜力。

天津大学叶龙AM:一种通用弹性体增韧剂用于解决高效有机太阳能电池的脆性问题来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:08:39

兼具高光电效率与机械弹性的有机太阳能电池对于可穿戴设备至关重要。本文天津大学叶龙等人引入一种广泛适用的策略,使用弹性体SEEPS,其通过精细调节与受体的相容性来实现OSCs的增韧。SEEPS诱导显著的次级弛豫以耗散应变能,使断裂应变提高超过11倍。

吴素娟&李永&刘治科AM:硫代羧酸盐介导的缺陷抑制与碘分子清除:实现22.16%高效稳定CsPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:57:01

AP中的硫代羧酸盐基团可强螯合欠配位Pb,钝化缺陷并抑制铅泄露;其含氮部分与I形成氢键,抑制碘空位形成。本工作证明了AP作为高效界面调控剂的有效性,并为稳定高效全无机PSCs的多功能分子工程提供了新思路。高效缺陷抑制与能级优化:AP处理显著提升薄膜结晶质量、降低陷阱态密度,并优化钙钛矿/空穴传输层能级对齐,实现高达22.16%的转换效率与1.29V的高开路电压。

JACS:π-共轭偶极结构:通过协同偶极叠加实现太阳能电池阴极修饰、欧姆接触与缺陷钝化来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:45:40

通过协同利用分子内偶极与锚定基团-金属电极间形成的偶极,Rh-Py可显著增强界面偶极矩,不仅有效强化内建电场,还优化了有机太阳能电池的欧姆接触,使其能量转换效率突破20%。此外,Rh-Py与Pb之间的强相互作用可有效钝化钙钛矿薄膜中的Pb缺陷。

KHP钝化埋底界面实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:43:00

近日,中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将邻苯二甲酸氢钾作为多功能添加剂引入SnO2电子传输层,以同步改变ETL性质和SnO2/钙钛矿埋底界面。此外,KHP在ETL中均匀分布,并在热退火过程中逐渐扩散至埋底界面和钙钛矿层,进一步与未配位的Pb离子配位,降低钙钛矿的表面及体相缺陷密度,缓解薄膜内部应力。

日本松下在办公窗户上测试玻璃基钙钛矿太阳能电池板来源:pv-magazine 发布时间:2025-12-04 14:55:48

在研究中,松下玻璃型钙钛矿太阳能光伏被用于四个带有防水木质推拉框的YKK内窗,尺寸为723毫米×1080毫米。松下公司开发钙钛矿太阳能技术已超过十年。

大突破!柔性钙钛矿太阳能电池26.22%!南昌大学陈义旺&胡笑添&上交大颜徐州Nature大子刊!来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-04 14:35:17

柔性钙钛矿太阳能电池实现了高效可弯曲能量转换,为下一代可穿戴设备提供了可能。然而,从实验室原型到工业规模组件的转化进程,受限于印刷过程中钙钛矿胶体颗粒的非均匀沉积,导致光电转换效率下降。

郑州大学张懿强AM:双模式分子调控钙钛矿结晶,实现高效稳定的FAPbI₃太阳能电池与组件来源:知光谷 发布时间:2025-12-04 10:34:21

本研究引入二苯基碳酸酯作为双功能分子调控剂,可同时调控FAPbI薄膜的成核与生长过程。这种协同调控机制获得了均匀、大晶粒的钙钛矿薄膜,并显著降低了缺陷密度。因此,基于DPC的钙钛矿太阳能电池实现了26.61%的冠军效率,优于对照组器件。

周二军&于润楠&谭占鳌Nat Commun:通过晶界缓冲调控拉伸应变实现柔性钙钛矿太阳能电池的高效稳定来源:知光谷 发布时间:2025-12-03 09:24:30

本研究嘉兴学院周二军、北京化工大学于润楠和谭占鳌等人通过引入金属螯合物,调控钙钛矿薄膜的纳米力学性能。该策略不仅聚焦于薄膜的纳米力学特性,还揭示了其物理性能与机械柔韧性之间的内在联系。纳米力学-光电性能协同调控:系统阐明了金属螯合物通过静电作用与氢键调控薄膜模量与应变,同步提升载流子寿命与器件稳定性,为柔性光电器件设计提供新思路。