新南威爾士大學(xué)(UNSW)的研究人員打破了鋅黃錫礦(Kesterite)太陽能電池效率的世界紀(jì)錄,該電池被認(rèn)為是傳統(tǒng)硅基太陽能電池板的有前途的替代品。
該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“有史以來最高的13.2%的高帶隙鋅黃錫礦(Kesterite)太陽能電池效率,這種電池在氫的作用下得到了增強(qiáng)!
“硅組件幾乎已經(jīng)達(dá)到了其理論效率的極限,所以我們正在努力做的是回答來自光伏行業(yè)的問題,即下一代電池將由什么制成,”領(lǐng)導(dǎo)該研究團(tuán)隊(duì)的Scientia教授郝曉靜(音譯)說。
克服鋅黃錫礦生產(chǎn)中的挑戰(zhàn)
以前試圖利用鋅黃錫礦的全部潛力的嘗試一直受到制造過程中形成的缺陷的阻礙。
該團(tuán)隊(duì)通過在制造過程中采用一種涉及氫處理的新方法來解決這一挑戰(zhàn)。
這種技術(shù),被稱為鈍化,有效地中和了缺陷的有害影響,并允許鋅黃錫礦太陽能電池以顯著提高的效率將陽光轉(zhuǎn)化為電能。
這一突破建立在新南威爾士大學(xué)團(tuán)隊(duì)六年的研究基礎(chǔ)上,他們最初實(shí)現(xiàn)了11.4%的CZTS電池效率,F(xiàn)在,隨著氫鈍化技術(shù)的引入,他們打破了之前的記錄,為鋅黃錫礦太陽能技術(shù)開辟了新的可能性。
郝教授說:“我們最終的目標(biāo)是讓發(fā)電變得更便宜、更環(huán)保。”
“CZTS是太陽能電池的理想材料,因?yàn)樗鼘Νh(huán)境友好,具有成本效益,并且具有長期穩(wěn)定性。”
新南威爾士大學(xué)團(tuán)隊(duì)的成就對太陽能的未來具有重要意義。
非常適合串聯(lián)太陽能電池
鋅黃錫礦(Kesterite)太陽能電池非常適合用于串聯(lián)太陽能電池,串聯(lián)太陽能電池結(jié)合不同的材料來捕獲更廣泛的陽光光譜,并實(shí)現(xiàn)更高的效率。
該團(tuán)隊(duì)樂觀地認(rèn)為,這一突破將為到2030年鋅黃錫礦太陽能電池的商業(yè)化鋪平道路。
“無論是在制造過程中還是在制造后的處理中,我們?nèi)匀恍枰业竭M(jìn)一步減少CZTS缺陷的方法,”郝教授承認(rèn)。
“但我們知道這是一種很好的材料。當(dāng)我們從下到上考慮需求時,我們知道我們需要一些廣泛豐富,環(huán)保,具有良好光電特性并且可以持續(xù)很長時間的東西-而CZTS符合要求!
鋅黃錫礦提供可持續(xù)的解決方案
該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是探索太陽能電池的替代材料,包括鈣鈦礦。
雖然鈣鈦礦擁有更高的效率,但它存在穩(wěn)定性問題和毒性問題。相比之下,鋅黃錫礦提供了一個更可持續(xù)和環(huán)保的解決方案。
她總結(jié)道:“當(dāng)你從上到下走另一條路時,也許使用鈣鈦礦之類的東西,你可以在開始時獲得真正的高性能和高效率,但它的穩(wěn)定性要低得多,而且電池板可能只能使用一年,所以它是不可持續(xù)的!
“解決這些問題可能需要很長時間,而有了CZTS,如果我們能把它的效率提高到20%,那么我認(rèn)為它將真正起飛,因?yàn)闆]有其他限制,因?yàn)樗衔覀兿胍褂玫牟牧项愋偷乃袠?biāo)準(zhǔn)。”