重大突破!新鈣鈦礦太陽能電池技術可能使其他能源都無法競爭

被透明毯包覆的鈣鈦礦太陽能電池(perovskite solar cells)首次達到國際穩定性標準,這是太陽能的重大突破,這會使它便宜到其他的能源都無法競爭。

矽電池在太陽能市場上占主導地位,但正在達到容量極限。鈣鈦礦的潛力是無窮的,無論是單獨使用還是與硅結合使用。 不過,鈣鈦礦電池不是很穩定,暴露於濕氣或高溫下,大多數會分解。 它們甚至會在真空中放氣,如果在沒有反應氣體的情況下會變得更安全。隨著它們尺寸的擴大,效率會下降,而且不穩定性是鈣鈦礦大規模生產的主要障礙。 這很重要,因為它們的薄度、便宜的原料以及不用昂貴的製造過程意味著如果能夠解決這些問題,鈣鈦礦電池將成為迄今為止最便宜和最潔淨的電源。

澳洲雪梨大學的Anita Ho-Baillie教授認為,鈣鈦礦在真空中放氣是它不穩定的線索。 她用光譜儀分析逃走的氣體來了解它發生了什麼事。 然後,她將電池包覆在聚合物玻璃毯中,封裝鈣鈦礦來防潮,並且已經取得了一些成功,但是透過建立壓力密封,Ho-Baillie阻止了電池釋放氣體,從而阻止了電池的分解。Ho-Baillie宣布以這種方式封裝的電池在極端高溫和低溫之間循環(同時暴露於85%的濕度),通過了國際電工委員會IEC61215:2016標準的穩定性。 她表示:「我們已經證明,我們可以大大提高它們的熱穩定性。」

雖然其他團隊在改善鈣鈦礦穩定性方面取得了進展,但這項原本用來挑戰矽電池的測試已經超越了它們。 鈣鈦礦的性能取決於所摻雜的金屬,許多團隊正在努力尋找最佳的組合,以平衡最大的發電量和穩定性。 Ho-Baillie的方法有可能解決此問題,而將重點放在捕獲最多的陽光上。鈣鈦礦電池的許多優點是,它的薄度使它們可以彎曲被放在任何表面上,這點與硅不同。 包覆毯可能會威脅到這種情況,但Ho-Baillie表示:「有薄的玻璃,訣竅是找到非常薄且靈活的東西」來包覆電池。

Ho-Baillie承認,雖然被包覆的電池已經證明它們具有抵抗熱和紫外線的能力,但她尚未證明它們能夠同時抵抗兩者。鉛摻雜在實驗室鈣鈦礦中很常見,引起了人們對洩漏和報廢處理的擔憂。 Ho-Baillie指出鉛的含量很小,並且錫正越來越多地被用作替代品。 她表示,儘管如此,包覆毯可以解決這些恐懼。

參考資料: Science

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