|
參考消息網(wǎng)8月28日報道 據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站8月21日報道，隨著一項(xiàng)開創(chuàng)性太陽能技術(shù)被研發(fā)出來，有朝一日，一系列個人及家用設(shè)備也許能擺脫對常規(guī)電池的依賴。 這些新型太陽能電池能從室內(nèi)光線中收集能量。研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)有廣泛的應(yīng)用前景，有望讓消費(fèi)者僅依靠室內(nèi)環(huán)境光，就能為鍵盤、報警器、傳感器等設(shè)備供電。 這項(xiàng)研究成果4月30日發(fā)表在美國《先進(jìn)功能材料》雜志上。研究人員用鈣鈦礦來實(shí)現(xiàn)太陽能電池的聚光功能。該材料已被用于制造其他類型的太陽能電池，相較于傳統(tǒng)的硅基太陽能電池板具有顯著優(yōu)勢。研究論文指出，尤為重要的是，鈣鈦礦吸收低功率環(huán)境光的效率高于傳統(tǒng)材料，這使其成為室內(nèi)太陽能電池原材料的理想之選。 研究人員發(fā)現(xiàn)，他們研發(fā)的新型鈣鈦礦電池的效率是硅基太陽能電池的6倍。 英國倫敦大學(xué)學(xué)院材料發(fā)現(xiàn)研究所能源材料領(lǐng)域的副教授、研究論文合著者穆杰塔巴·阿卜迪·賈利比說：“從長遠(yuǎn)看，鈣鈦礦太陽能電池是一種比普通電池更具可持續(xù)性且成本更低的替代方案。” 賈利比在一份聲明中說：“無數(shù)只需少量能源即可運(yùn)行的設(shè)備，仍依賴更換電池這種不可持續(xù)的方式。隨著物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，這類設(shè)備的數(shù)量還將持續(xù)增加。” 他說：“目前，能收集室內(nèi)光線能量的太陽能電池既昂貴又低效。而我們經(jīng)過特殊設(shè)計的鈣鈦礦室內(nèi)太陽能電池，不僅能比市面上的電池收集更多能量，還比其他原型電池更耐用。這為利用我們生活中已有的環(huán)境光給電子設(shè)備供電鋪平了道路。” 鈣鈦礦已逐漸成為用在太陽能電池板中的熱門材料，與硅基材料相比有顯著優(yōu)勢。 然而，盡管其應(yīng)用前景廣闊，鈣鈦礦在穩(wěn)定性和使用壽命方面仍存在一些缺陷。 其中一個關(guān)鍵問題在于“陷阱”，即鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)中存在的微小缺陷。這些“陷阱”會導(dǎo)致電子被困在材料內(nèi)部的微小瑕疵和凹陷處，進(jìn)而阻礙能量被收集利用。 此外，研究還指出，“陷阱”不僅會阻礙電流，還會因材料內(nèi)部電荷的非線性流動，加速材料隨時間推移而出現(xiàn)的老化降解。 為解決這一問題，研究人員采用了一組化學(xué)物質(zhì)來減少這些缺陷的數(shù)量。聲明提到，這包括使用氯化銣。該物質(zhì)能“促使鈣鈦礦晶體更均勻地生長”，并降低“陷阱”的密度。 研究人員還使用了兩種有機(jī)銨鹽類化學(xué)物質(zhì)來穩(wěn)定碘離子和溴離子，防止它們發(fā)生分離。這么做有助于解決太陽能電池長期性能衰減的問題。 倫敦大學(xué)學(xué)院材料發(fā)現(xiàn)研究所的博士生、研究論文第一作者黃思銘(音)說：“存在這些微小缺陷的太陽能電池就像一塊被切成小塊的蛋糕。通過綜合運(yùn)用多種策略，我們相當(dāng)于將這塊蛋糕重新拼接了起來，讓電荷能更順暢地在其中流動。” 在解決了“陷阱”問題后，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們研發(fā)的太陽能電池能將37.6%的室內(nèi)光線轉(zhuǎn)化為電能。研究人員稱，這一轉(zhuǎn)化效率是在1000勒克斯的光照條件下實(shí)現(xiàn)的，這一光照強(qiáng)度相當(dāng)于“光線充足的辦公室”。 研究還顯示，電池的長期耐用性也得到了提升：100天后，該太陽能電池仍能保持92%的性能。相比之下，內(nèi)部鈣鈦礦缺陷未得到修復(fù)的對照組太陽能電池，100天后僅能保留初始性能的76%。 賈利比說：“鈣鈦礦太陽能電池的一大優(yōu)勢在于成本低廉：它們使用的材料在地球上儲量豐富，且只需簡單加工。它們可以像報紙一樣批量印刷。”（編譯/劉白云） |
