简化太阳能电池结构和制造，实现更廉价的能源

Josiah02 · 发表于 2024-10-11 16:51:29

香港城市大学（CityUHK）正在研发一种新型制造技术，旨在通过提高稳定性、可靠性、效率和经济性，大幅增强钙钛矿太阳能电池商业化的前景。
该项研究发表于《科学》杂志，意义重大，因为香港城市大学团队构建的简单设备结构可促进未来的工业生产，并增强人们对钙钛矿太阳能电池商业化的信心。
化学系朱宗龙教授表示：“钙钛矿太阳能电池稳定性的提升和生产工艺的简化，代表着在使太阳能更易获取和更便宜方面迈出了重要一步。”他解释说，钙钛矿这种矿物被广泛用于将阳光高效地转化为电能。
两项创新
概括而言，香港城大团队正在研究一种新型太阳能电池，这种电池可以更有效地将阳光转化为电能，而且比目前的太阳能电池使用寿命更长。
该团队在太阳能电池结构方面取得了两项创新，第一项创新是将空穴选择性材料与钙钛矿层整合在一起，从而简化了制造过程。
二是利用热稳定性优异的无机电子传输层氧化锡替代富勒烯、BCP等传统有机材料，大大增强了器件的操作稳定性。
论文共同作者、香港城市大学博士后高丹鹏博士表示：“这项研究报告的设备结构代表了目前钙钛矿太阳能电池领域最简化的架构，为工业化提供了显著优势。”
具体来说，高博士解释称，这种解决方案不需要传统的有机转移层，有效降低了制造过程中的材料成本，同时大大简化了生产步骤。
经济高效且可持续
研究结果令人鼓舞。据朱教授介绍，该团队通过优化氧化锡层中的氧空位缺陷，实现了超过 25% 的光电转换效率，并且在严格的测试条件下连续运行 2,000 小时后仍能保持 95% 以上的效率。
这一性能超越了传统钙钛矿太阳能电池的稳定性，满足了多个行业寿命基准。这一结果为更可靠、更高效的太阳能电池铺平了道路，简化了制造流程，使大规模生产太阳能电池更具成本效益。
材料科学、可再生能源技术和太阳能电池制造公司的研究人员可能会对这项研究感兴趣，因为它可以彻底改变钙钛矿太阳能电池的生产和长期稳定性。此外，能源消费者和环保组织将看到更高效、更耐用、更易于制造的太阳能电池带来的好处。
不仅如此，专注于环境保护的政策制定者会发现这项研究值得关注，因为它促进了可再生能源的更广泛应用，减少了对化石燃料的依赖，保护了环境和气候。
扩大规模
香港城市大学团队表示，太阳能电池研究的这一进展可能对全球能源市场产生深远影响，并有助于加速向可再生能源的转变，而下一阶段的研究将专注于将这种创新结构应用于更大的钙钛矿太阳能模块，旨在进一步提高该技术的效率和可扩展性。
这项研究是与美国国家可再生能源实验室和伦敦帝国理工学院的团队合作进行的，强调了全球开发可持续能源解决方案的努力。
朱教授补充道：“这项研究有可能在未来5年内应用于太阳能系统，是实现全球更可持续、更环保的能源生产的关键一步。”

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