钙钛矿太阳能电池因其高效、低成本、轻量化的特点,被视为未来光伏技术的重要方向。然而,这类电池存在稳定性较差的问题,难以长期使用。3月7日,华东理工大学的研究成功解决了这一难题,成果发表在国际顶级期刊《科学》上。科研团队找到了延长钙钛矿太阳能电池寿命的关键方法,使这种更便宜、更轻薄的太阳能板离实际应用更近一步。
钙钛矿太阳能电池被称为“未来之光”,不仅能像传统硅电池一样发电,还能制成薄如纸张、可弯曲的形式,甚至可以贴在衣服或窗户上使用。但多年来,其致命弱点在于使用寿命短,在阳光下很快就会“衰老”。
研究团队发现,钙钛矿材料在阳光照射下会反复膨胀收缩,导致内部晶体相互挤压产生破坏力,最终破裂。为解决这个问题,研究人员用石墨烯和特殊透明塑料制成超薄保护层,这层“防护服”显著提升了材料的抗压能力,将膨胀幅度从0.31%降至0.08%。
经过严格测试,装有这种保护层的太阳能电池在模拟日常使用的强光高温环境下,持续工作3670小时(约153天)后仍能保持97%的发电效率,这是目前同类电池中最长的稳定工作时间,意味着实际应用成为可能。
这项突破不仅提供了新的解决方案,还颠覆了科学界的认知。过去十年,全球科学家主要从材料配方改良入手,而华东理工团队首次发现了“物理损伤”这个隐藏杀手,为后续研究打开了新方向。相关专家表示,这项工作重新定义了提升稳定性的技术路径。
研究团队透露,该技术已开始与企业合作试验。一旦量产,将带来革命性变化:建筑外墙的发电玻璃、可折叠的户外充电毯甚至给手机充电的太阳膜都可能成为现实。据估算,钙钛矿电池生产成本仅为硅电池的三分之一,且发电效率还有提升空间。
随着稳定性瓶颈的突破,这项“实验室里的未来科技”正加速走向千家万户,为全球绿色能源转型提供重要支持。
钙钛矿太阳能电池因其高效、低成本、轻量化等特点,被视为未来光伏技术的重要方向。然而,这类电池存在一个关键问题——稳定性较差,难以长期使用。
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