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據(jù)asiaresearchnews消息，韓國DGIST（大邱慶北科學(xué)技術(shù)院）與蔚山科學(xué)技術(shù)院（UNIST）的研究團(tuán)隊(duì)近日宣布，他們成功開發(fā)出一種無毒、高效的新型太陽能電池技術(shù)，在保持環(huán)保特性的同時(shí)，將功率轉(zhuǎn)換效率提升了8.26%。這項(xiàng)創(chuàng)新有望推動(dòng)下一代環(huán)保太陽能電池的商業(yè)化進(jìn)程。 研究團(tuán)隊(duì)聚焦于銀鉍硫化物（AgBiS₂）納米晶體材料，該材料因無毒、原料儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì)被視為傳統(tǒng)含鉛、鎘太陽能電池的理想替代品。然而，AgBiS₂材料在吸光層厚度增加時(shí)，電荷傳輸效率會(huì)顯著下降，導(dǎo)致電池性能受限。為解決這一問題，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種具有特殊混合結(jié)構(gòu)的薄膜，通過化學(xué)處理使同一層內(nèi)形成“供體-受體”共存區(qū)域，從而優(yōu)化電荷傳輸路徑。 “我們通過在AgBiS₂層中構(gòu)建分層電荷傳輸通道，顯著延長了電荷擴(kuò)散長度，使得吸光層厚度增加至65納米（傳統(tǒng)工藝的兩倍）時(shí)，仍能維持高效性能，”DGIST能源科學(xué)與工程系Choi Jong-min教授解釋道。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用新技術(shù)的太陽能電池效率較傳統(tǒng)工藝提升8.26%，等效于可為智能手機(jī)多充電四至五次，或延長LED照明時(shí)長兩小時(shí)以上。 該技術(shù)突破的關(guān)鍵在于材料工程創(chuàng)新。研究人員通過調(diào)控AgBiS₂納米晶體的表面化學(xué)性質(zhì)，在薄膜內(nèi)部形成梯度能級(jí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電子與空穴的有效分離和傳輸。這種設(shè)計(jì)不僅克服了厚度限制，還保留了AgBiS₂的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，避免了重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。 該研究由DGIST與UNIST聯(lián)合團(tuán)隊(duì)完成，DGIST能源科學(xué)工程專業(yè)學(xué)生Kim Hae-jung、Park Jin-young以及UNIST研究生崔藝珍為共同第一作者。項(xiàng)目獲得韓國科技部、國家研究基金會(huì)（NRF）納米材料技術(shù)開發(fā)計(jì)劃及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃的資助，相關(guān)成果已發(fā)表于2月19日的國際期刊《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）。 Choi教授表示：“此項(xiàng)技術(shù)為開發(fā)兼具環(huán)保性與高效能的太陽能電池提供了新路徑，未來可拓展至柔性可穿戴設(shè)備、建筑一體化光伏等領(lǐng)域�！毖芯繄F(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)與制造工藝，以加速技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 |
