實驗室中的鈣鈦礦太陽能電池

金屬鹵化物鈣鈦礦被發(fā)現(xiàn)適合作為光伏材料僅有十年的時間。如今，鈣鈦礦太陽能電池已經發(fā)展到幾乎和最好的傳統(tǒng)硅基電池一樣高效。如果它們能夠以印刷的方式簡單、快速地生產，將有很大希望成為高效、低成本的電池選擇。

其通往商業(yè)化的過程中，主要的障礙來自于鈣鈦礦設備的穩(wěn)定性。通常，主要通過實驗室中持續(xù)不斷的照明或者戶外測試來評估鈣鈦礦裝置在實際運作過程中的穩(wěn)定性。第一種方法的缺點在于沒有考慮到真實世界實際過程中輻照度和溫度會隨著晝夜和季節(jié)的變化而變化。基于鈣鈦礦太陽能電池響應時間很慢這一現(xiàn)狀，這些因素顯得尤為重要。

另一方面，戶外測試要求設備嚴密封裝，以避免其受到惡劣天氣的影響。但是，封裝主要解決寄生式故障機制，而這些機制不一定和鈣鈦礦材料本身相關。

為了免于這一困境，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）教授AndersHagfeldt實驗室的科學家WolfgangTress與MichaelGr?虞tzel實驗室的同事一起，將現(xiàn)實世界的條件帶入了實驗室的受控環(huán)境中。利用洛桑附近一個氣象站的數據，他們復制了一年中某些具體時間內真實世界的溫度和輻照度曲線。通過這一方法，科學家們能夠量化實際條件下鈣鈦礦太陽能電池的能源產量。“這是太陽能電池實際應用的最終決定因素。”Tress說。

這項近日發(fā)表在《自然—能源》雜志的研究成果發(fā)現(xiàn)，溫度和輻照度的變化不會以任何戲劇性的方式影響鈣鈦礦太陽能電池的性能。雖然電池的效率在一天當中會略有下降，但它會在夜間恢復。

“該研究為在實際操作條件下評估鈣鈦礦太陽能電池的性能和可靠性提供了進一步的步驟。”Tress說。（計紅梅編譯）

論文相關信息：https://doi.org/10.1038/s41560-019-0400-8

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