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太阳能电池盐浴:过氧化物模块的高效率和长寿命

目前的纪录保持者将 47% 的光能转化为电能。(图片:弗劳恩霍夫 ISE)
目前的纪录保持者将 47% 的光能转化为电能。(图片:弗劳恩霍夫 ISE)
未来的太阳能组件应能提供比现在多一倍的电力。然而,最有前途的过氧化物技术在使用寿命方面仍然不尽如人意。由于新的研究,这种情况很快就会改变。
Renewable Science

依靠透辉石而不是硅的太阳能组件已经可以实现高达 26% 的效率,而且是以可承受的价格大规模实现的。这使得这种钙钛矿物太阳能组件的效率超过了人们熟悉的太阳能系统,后者的效率通常为 20%。

这还不是故事的结尾。如果将这些技术结合起来,40% 的发电量应该是指日可待的。届时,几乎任何屋顶都能满足私人用电需求。

遗憾的是,太阳能电池的使用寿命存在问题。由于敏感结构会发生退化,因此由包晶石制成的太阳能电池在几个月后或最迟一年后就会开始失去效率。

而由硅制成的太阳能组件即使在屋顶上使用 20 年后,其输出功率仍能保持在原来的 80%。到那时,购置成本早已摊销,发电成本也将无与伦比。

这不仅仅是一个广告承诺。第一批大型系统刚刚达到这个年限,而且仍在运行,当然,这并不适用于所有旧组件。

一项由麻省理工学院和私营公司共同参与的研究显示,有一种方法可以显著改善由包晶石和硅制成的包晶石或所谓的串联太阳能电池。

真正令人兴奋的是,这项技术同时解决了两个问题。只需一步,就能延长工作寿命并进一步提高效率。

为此,将暴露在阳光下会分解的矿物敏感表面浸入盐浴中。含有溴化六铵的碱液可以封闭晶格结构中的缺陷,并在表面形成一层细膜。

由此产生的结构更加纯净,效率也更高一些。不过,最重要的是,在将光转换为电能的过程中,原本导致过氧化物晶体溶解的攻击点被封闭了。

实验还远远没有结束。根据基于包晶石的太阳能组件的成分和所使用的不同盐溶液,我们有望取得更加令人信服的结果。

据相关人员称,几年后就可以实现市场化生产。也许 30 年后,使用 20 年的串联电池的大型太阳能系统仍能以相当低廉的价格发电。这毕竟是一个美好的前景。

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Mario Petzold, 2024-03- 2 (Update: 2024-03- 2)