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    钙钛矿电池或改变能源格局?

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        全球都在发展新能源,太阳能作为一种非常环保的新能源,一直在个领域广泛应用,不过,传统的太阳能有一个致命的缺陷,那就属转化效率不高,但是在不久前,我国科学家的一个突破性进展,或许能够解决这个问题。

      钙钛矿电池或改变能源格局?

        我国西北工业大学黄维院士,带领自己的团队经过10年的研究,研发出一种新型的离子液体作为溶剂,能为新型薄膜太阳能电池量产提供可能,如果将这项技术用于手机或者笔记本电脑,能让我们摆脱传统电池的困扰,只需要一块低价而且环保的钙钛矿太阳能电池,就能完全满足需求,手机不需要充电就能一直使用,不用再担心手机没电了,这项技术甚至还能用航天器等领域,改变未来的能源格局。

        钙钛矿电池是什么?为什么有这么大的影响力呢?我国科学家的研究又能有什么帮助呢?接下来就让我们来认识一下这种电池。

        1883年,人类制成了第一块太阳能电池,但是效率仅有1%左右,1954年,美国贝尔实验室的团队,研究出第一块晶体硅的太阳能电池,转换效率也仅有4.5%,但是就是这一小步的提升,就开启了人类太阳能发电的时代,如今,太阳能电池技术发展了上百年时间,使用传统的硅基材料,转换率也才进入百分之二十多,突破到百分之三十都很难。

        太阳能电池的利用率,和传统能源相比有较大的差距,而且电池板的制作成本也不低,考虑到利用率和成本的问题,即便是在现代这个大力发展新能源的时代,太阳能也没有被当作主要的能源考虑,人们更多地是去研究电池和氢能等。

        不过,如今出现一种新的太阳能电池,或许会改变新能源的格局,这种电池叫做钙钛矿太阳能电池,与传统的使用硅作为原材料的电池不同,它是利用钙钛矿型的有机金属卤化半导体,作为吸光的材料,它算是第三代的太阳能电池,也被称为最有前景的太阳能电池。

        钙钛矿太阳能电池的制作成本很低,它是由一种人工合成的晶体材料组成,而且对忖度的要求不高,对技术的要求也很低,根据数据显示,钙钛矿太阳能电池的原材料和制作成本,只有传统太阳能电池的十分之一。

        不仅如此,钙钛矿太阳能电池的转化率,比传统的太阳能电池转化率高高得多,相关实验表明,钙钛矿太阳能电池的转化效率,能够达到50%甚至更高,这将是太阳能利用的一个里程碑。

        我国在钙钛矿电池方面的发展,如今依旧处在世界领先的地步,2009年,钙钛矿才首次被尝试应用于光伏发电领域,当时,因为它性能优异,成本低廉,有非常高的商业价值,所以被所有人关注,之后全世界的各大研究机构和公司,都在其中投入大量的人力物力和财力,如牛津大学,日本松下,东芝,夏普等等,都在其中投入重金,希望能早日实现量产,而我国在这方面也进行了大量的投入。

        2017年2月,我国的纤纳光电公司,打破日本保持的钙钛矿小组件世界效率记录,将钙钛矿电池的转换效率提高到15.2%,在不久之后的5月,转换效率再次突破,达到16%,半年之后,转换效率再次提高,突破到17.4%,一年内三次突破世界记录,证明了中国在钙钛矿电池方方面的实力,而中国科学家并没有就此停步,不久之后将转换效率提高到17.9%,输出效率提高到17.3%,我国钙钛矿领域的技术已经处于领先地位,如今,我国已经是钙钛矿的电池模块的第一代生产区,在市场份额上占据34%,高于欧洲和美国。

        虽然钙钛矿太阳能电池有很大优势,也有非常大的前景,但是却依旧存在各种问题。首先是钙钛矿电池的稳定性问题,一位材料和原理的特殊性,它的稳定性依旧需要进一步解决。其次是吸收层中含有重金属铅,这是一种有毒的元素,在使用过程和回收过程中,都需要特别注意,否则可能对环境造成污染,以及对人体造成一定的伤害,第三是钙钛矿的薄膜问题,现在钙钛矿应用最广的旋涂法,很难制造出沉积面积大,且连续的钙钛矿薄膜,这影响了制备搞笑大面积钙钛矿太阳能电池,对商业化的生产不利,开头提到的我国科学家花10年时间,研究出来的新型薄膜,对解决这个问题有很大帮助,有利于钙钛矿的商业发展。

        最后,也是最重要的一点,就是钙钛矿电池的理论发展还有很大的研究空间,前面提高这种电池的转化效率,最高能达到甚至超过50%,但是现在我们还没有做到,如果能够做到这一点,太阳能的利用范围将迅速扩大,它不仅能应用在手机和笔记本电脑中,甚至大型的机械中也能使用,未来,如何解决这个问题,才是钙钛矿发展的关键。

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