受昆虫复眼启发,科学家发明复合式钙钛矿电池
责任编辑:马琪 作者:光伏們 2017/9/8 11:15:59 浏览:2366 科技

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苍蝇眼睛的结构启发了斯坦福大学研究人员,帮助他们找到提高钙钛矿电池稳定性的方法


钙钛矿电池虽然成本低廉,但不耐用、易损坏的特点导致其取代传统硅材料组件的希望被一次次打消,全球各地的研究人员争相探究提高钙钛矿材料耐久度和稳定性的方法。最近,斯坦福大学科学家受苍蝇的复眼启发,提出了一种新的太阳能电池设计理念。


在意识到平面设计不适用于这项技术后,研究人员发明出了一种由微型钙钛矿电池组成蜂巢形状的复合式太阳能电池,每块电池都包裹在边长仅为0.02英寸的六角形支架里。这种支架采用的是价格低廉的环氧树脂,面对物理压力时表现出高度柔韧性,因此这个支架就像一个加固层保护着每一块微型钙钛矿电池。


材料科学兼工程学教授Reinhold Dauskardt说道:“钙钛矿是一种很有前景的低成本材料,其光电转化效率可以跟传统硅材料电池媲美。问题是钙钛矿这种材料极不稳定,且非常脆弱。连生产过程中的碰撞都难以承受,更不要说长期暴露在复杂的自然环境中了。”


为了测试这种新设计的持久度,研究人员把包裹在支架中的钙钛矿电池在185华氏度(85摄氏度)、相对湿度85%的环境中放置6周。即便身处极端条件下,这种电池依然能以相对较高的效率运转发电。

根据发表在《能源与环境科学》上的研究成果,这种新设计所承受的断裂能可达到∼13 J m−2,是钙钛矿材料的30倍。

Dauskardt说道:“每块微型钙钛矿电池的能量转化效率跟平面电池不相上下,因此可以在提高康断裂性的同时又不会损害电池效率。”


Dauskardt强调道,这款新的设计还可能提高电池的美观性和趣味性,他的团队已改变了研究重点,变成研究光线从支架射入每块钙钛矿电池新的散射途径。


最近,钙钛矿电池在稳定性上取得了一系列突破,包括用隔热聚苯乙烯微凝胶粒子取代高成本聚合体,不仅提高了稳定性,还削减了生产成本;还有2D/3D混合钙钛矿电池,可以在标准状况下以11.2%的稳定效率运行超过10,000小时。


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