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昆士兰大学突破钙钛矿技术,太阳能电池效率创世界纪录

2025-04-26 10:20

在可再生能源领域,昆士兰大学的研究人员取得了重要突破。由王连洲教授领导的团队成功研发出一种锡卤化物钙钛矿(THP)太阳能电池,其将阳光转化为电能的效率达到了创纪录的16.65%。

王教授在昆士兰大学的澳大利亚生物工程和纳米技术研究所以及化学工程学院工作,他领导的团队在《自然纳米技术》杂志上发表了这项研究成果。王教授表示,实验室取得的认证读数比THP太阳能电池之前的最佳读数高出近一个百分点,这是一个巨大的飞跃。在这个以精细和渐进式进步而闻名的领域,这一成就无疑具有里程碑意义。

王教授指出:“这一读数与目前市场上许多硅基太阳能电池的读数一致,但THP太阳能电池有可能更便宜、更快速地制造。”他强调,研究团队对这一纪录感到非常兴奋,同时也为具有成本效益的可再生能源技术的进步做出了贡献。

五年前,王教授的实验室利用另一种技术——量子点,为太阳能电池的能量转换效率设定了基准。如今,他们再次创造历史,将THP太阳能电池的效率提升至新的高度。研究小组成员何东旭博士表示,2020年创下量子点纪录的许多方法、工艺和材料为提升THP薄膜太阳能电池的性能提供了宝贵经验。

何博士进一步指出,THP太阳能电池具有巨大的商业潜力,因为钙钛矿器件的生产比硅基太阳能电池更具可持续性。此外,THP的好处在于其使用的是更加环保的锡,而不是大多数钙钛矿太阳能电池中广泛使用的有毒铅。这意味着THP太阳能电池可以安全地安装在家中,为居民提供清洁、可再生的能源。

然而,在THP太阳能电池的研发过程中,研究团队也遇到了挑战。由于用于制造THP太阳能电池的快速结晶薄膜质量不合格,锡前体的使用一直存在问题,导致效率下降。为了克服这一障碍,研究小组通过加入铯离子来改善微观结构并减少THP薄膜中的缺陷。陈鹏博士表示,这一创新举措使得他们的产品能够达到创纪录的效率水平,同时还能通过严格的环境检查。

王教授表示,他很高兴看到其他研究人员争相打破THP记录,因为这最终意味着更好、更环保的可再生能源技术将不断涌现。他指出,THP电池的灵活性和多功能性(加上更高的效率)可以使其成为室内外家用光伏太阳能电池板的理想选择。此外,该团队采用的方法还可以应用于其他需要高质量钙钛矿薄膜的设备,如激光器、光电探测器和晶体管。

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