鋅黃錫礦太陽(yáng)能電池突破:研究人員以13.2%效率創(chuàng)造世界紀(jì)錄

來(lái)源:MSN 編輯:jianping 太陽(yáng)能電池
研究小組在制造鋅黃錫礦(Kesterite)太陽(yáng)能電池的過(guò)程中使用了氫處理。

新南威爾士大學(xué)(UNSW)的研究人員打破了鋅黃錫礦(Kesterite)太陽(yáng)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(yáng)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(lái)最高的13.2%的高帶隙鋅黃錫礦(Kesterite)太陽(yáng)能電池效率,這種電池在氫的作用下得到了增強(qiáng)。”

鋅黃錫礦(Kesterite)是一種由銅、鋅、錫和硫(CZTS)組成的天然礦物。它在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用潛力早已得到認(rèn)可。

它儲(chǔ)量豐富,無(wú)毒,生產(chǎn)成本低,使其成為下一代太陽(yáng)能技術(shù)的有吸引力的候選者。

“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(lái)自光伏行業(yè)的問(wèn)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(shuō)。


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(guò)程中形成的缺陷的阻礙。

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)在制造過(guò)程中采用一種涉及氫處理的新方法來(lái)解決這一挑戰(zhàn)。

這種技術(shù),被稱(chēng)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(yáng)能電池以顯著提高的效率將陽(yáng)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。現(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(yáng)能技術(shù)開(kāi)辟了新的可能性。

郝教授說(shuō):“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(yáng)能電池的理想材料,因?yàn)樗鼘?duì)環(huán)境友好,具有成本效益,并且具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性!

新南威爾士大學(xué)團(tuán)隊(duì)的成就對(duì)太陽(yáng)能的未來(lái)具有重要意義。

非常適合串聯(lián)太陽(yáng)能電池

鋅黃錫礦(Kesterite)太陽(yáng)能電池非常適合用于串聯(lián)太陽(yáng)能電池,串聯(lián)太陽(yáng)能電池結(jié)合不同的材料來(lái)捕獲更廣泛的陽(yáng)光光譜,并實(shí)現(xiàn)更高的效率。

該團(tuán)隊(duì)樂(lè)觀地認(rèn)為,這一突破將為到2030年鋅黃錫礦太陽(yáng)能電池的商業(yè)化鋪平道路。

“無(wú)論是在制造過(guò)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(shí),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(zhǎng)時(shí)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(yáng)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(wèn)題和毒性問(wèn)題。相比之下,鋅黃錫礦提供了一個(gè)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(shí),也許使用鈣鈦礦之類(lèi)的東西,你可以在開(kāi)始時(shí)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(wèn)題可能需要很長(zhǎng)時(shí)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](méi)有其他限制,因?yàn)樗衔覀兿胍褂玫牟牧项?lèi)型的所有標(biāo)準(zhǔn)。”
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