杭州2月19日電(林波)當(dāng)前，新能源車主常面臨電量耗盡、尋找充電站的困擾。在未來，通過應(yīng)用柔性疊層太陽電池，或?qū)?shí)現(xiàn)光能到電能的直接轉(zhuǎn)換，從而消除新能源汽車的充電焦慮……
這是西湖大學(xué)未來產(chǎn)業(yè)研究中心、工學(xué)院王睿團(tuán)隊研究的“柔性疊層太陽電池領(lǐng)域”成果中的未來應(yīng)用場景之一。
近日，王睿團(tuán)隊對外公布在柔性疊層太陽電池領(lǐng)域取得重要突破——通過疊層，讓鈣鈦礦/銅銦鎵硒太陽電池更廣泛吸收太陽光能量，更高效地將太陽光轉(zhuǎn)化為電能，讓該類型太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.4%。
什么是鈣鈦礦太陽電池？
其是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。
“鹵化物鈣鈦礦，是當(dāng)下的熱門研究領(lǐng)域，疊層電池亦是如此。”據(jù)西湖大學(xué)特聘研究員、博導(dǎo)王睿介紹，把兩種不同的太陽電池上下疊在一起，不僅可以大幅提升太陽電池對光能的轉(zhuǎn)換效率，理論極限效率可達(dá)40%；也能結(jié)合不同材料的特性，與鈣鈦礦取長補(bǔ)短。
疊層太陽電池，這是王睿在讀博時就曾嘗試的研究目標(biāo)之一。他認(rèn)為，可以把鈣鈦礦和銅銦鎵硒太陽電池疊起來，尤其是銅銦鎵硒太陽電池作為重要的薄膜太陽電池，它的吸光層薄、穩(wěn)定性好、抗輻射性強(qiáng)，并且具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。
他將單結(jié)鈣鈦礦太陽電池比作一塊“單層蛋糕”，疊層太陽電池指的便是多層蛋糕，不同口味的蛋糕層對應(yīng)不同的半導(dǎo)體材料層，每一層都能“捕捉”特定波長的太陽光。這樣一來，它就能吸收比“單層”電池更廣泛的太陽光能量，更高效地將太陽光轉(zhuǎn)化為電能，從而突破單結(jié)太陽電池轉(zhuǎn)換效率天花板。
“這款疊層太陽電池的厚度相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑，有望在未來應(yīng)用到建筑、汽車、飛行器、柔性可穿戴設(shè)備等不規(guī)則表面?！蓖躅Ｈ缡钦f。
王睿介紹道：“我們的太陽電池與傳統(tǒng)鋰電池存在本質(zhì)區(qū)別。鋰電池主要用于儲能，并通過化學(xué)反應(yīng)釋放能量轉(zhuǎn)化為所需動能；而我們的研究則聚焦于將光能直接轉(zhuǎn)化為電能?！?/p>
在太陽能電池領(lǐng)域，晶硅目前仍占據(jù)主導(dǎo)地位。
王睿解釋說，晶硅因其較高的光電轉(zhuǎn)換效率和較低的成本，被廣泛應(yīng)用于電池制造中，這是單結(jié)鈣鈦礦太陽電池目前難以超越的。然而，鈣鈦礦材料具有輕薄、可制成柔性材料的獨(dú)特優(yōu)勢，這是晶硅所無法替代的，也將成為他們未來研發(fā)的重點(diǎn)方向。(完)
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