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無鉛太陽能電池技術取得新進展

發布時間: 2014-05-09 10:55:02    來源: 人民網
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[摘要]太陽能可謂目前最廉價的能源,它不僅永久可持續,而且容易獲取并轉化為其他形式的能源。但目前太陽能電池的基礎技術是一種用鉛制造的鈣鈦礦結構。據ENN環境新聞網報道,美國西北大學的研究人員發明了一種新的太陽能電池,用錫來代替以鉛制造的鈣鈦礦,“效率更高”。

  太陽能可謂目前最廉價的能源,它不僅永久可持續而,且容易獲取并轉化為其他形式的能源。但目前太陽能電池的基礎技術是一種用鉛制造的鈣鈦礦結構。據ENN環境新聞網報道,美國西北大學的研究人員發明了一種新的太陽能電池,用錫來代替以鉛制造的鈣鈦礦,“效率更高”。

  這種高效的太陽能電池成本低、有益環保且化學制備簡單,無需復雜的設備或有害的材料。新電池材料發明者、無機化學和錫元素專家邁爾庫里·卡納茨迪斯(Mercouri G. Kanatzidis)說:“從太陽能電池中去除鉛具有重大意義。錫是一種非??尚械牟牧希覀円呀涀C明該材料確實是一種高效的太陽能電池材料。”

  通常太陽能電池利用含鉛的鈣鈦礦結構作為吸光材料,而新太陽能電池則用錫替代鉛。鉛鈣鈦礦結構的光轉化效率為15%,錫鈣鈦礦結構將有望提高這一效率,并將成為光伏太陽能技術的又一重大突破。

  新材料聯合研發者、美國西北大學納米材料專家羅伯特·常(Robert P. H. Chang)將其工程化為正常工作的太陽能電池。他說:“我們的錫鈣鈦礦層位于兩個用于向外傳輸電流的電荷傳輸層之間,是一個高效的太陽光吸收層?!?/p>

  卡納茨迪斯介紹說,固態錫太陽能電池轉化效率在6%以下,錫材料的特別之處有兩點:一是它可以吸收大部分可見光,二是鈣鈦礦鹽能在不加熱的情況下依靠改良溶劑可以進行溶解。他說:“新材料能夠超過鉛鈣鈦礦太陽能電池15%的光轉化效率。錫和鉛在元素周期表中位于同一組,因此我們相信新材料會有相同的結果?!?/p>

  鈣鈦礦太陽能電池是從2008年開始并且只在實驗室研制的技術。2012年,卡納茨迪斯和常研發了新型錫鈣鈦礦太陽能電池,并稱其有望提高太陽能電池的電轉化效率、降低制備成本,同時有利于環境。新無鉛太陽能電池技術的詳細內容發表在今年5月4日出版的《自然-光子學》雜志上。
 

 

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