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20.5%!日本提高钙钛矿太阳能电池转换率

据日本当地媒体报道,针对新一代太阳能电池“钙钛矿太阳电池”材料,东京大学先端科学技术研究中心的科研人员,在不使用铷等稀有金属的前提下,实现了20.5%的高转换效率及稳定发电。研究通过添加地球上较多存在的钾元素,实现了结晶构造的稳定性。研究组在进行长期耐久性试验同时,面向松下、东芝等企业的实用化进行评价与研讨。

所谓钙钛矿太阳电池,是使用具有钙钛矿晶体结构这一材料的太阳能电池。与目前主流的硅太阳能电池对比,其制造工序简易,制造成本低。目前,实用化基准转换效率大于20%的太阳能电池,采用铷、铯等稀有金属来维持结构稳定。

东京大学研究小组在特定条件下通过添加钾元素保持结晶结构,在完全不使用稀有金属的前提下,成功制作了无缺陷规整的发电层,由于对电子流动不形成阻碍,从而提高了转换效率与发电安定性。

此外,研究组还确认采用钾使电流、电压变化的方式,可抑制发电量变化的“迟滞现象”。比使用铷等金属的抑制效果更高,可做到更稳定的发电。太阳能电池由于迟滞现象很难测定正确的转化效率,这曾是实用化课题。

东京大学的此项研究是新能源与产业技术综合开发机构(NEDO)项目的一部分。项目目标为2020年实现变换效率25%,1万小时照射后维持95%以上的效率。因此,考虑未来的实用和普及,采用容易获得的材料制作意义重大。

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