中国首次突破钙钛矿技术,能源革命在即!
听说过钙钛矿太阳能电池吗?世界首次攻克关于这种新型能源的世纪难题,一场能源革命就要开始了。
把阳光转化为电能,本身就是人类科技的进步,中国的尖端科技进展速度,已经接近黑科技的程度,这种电池是日本率先取得一定的技术进展,但是无法实现商用,仅限于试验室研究,属于第三代太阳能电池技术。
中国研发团队也能攻克这种技术,能攻克钙钛矿电池的难题,钙钛矿有机金属卤化物半导体,作为吸光材料,制造的1.05平方厘米的全钙钛矿新型电池,实现光电转换率为接近30%。现在通过打造高能效的钙钛矿电池,成为未来的太阳能发展趋势。
这种钙钛矿电池,主要是铅、碘、溴以特殊晶体构成,可以更高效地使用阳光,阳光照射到这种钙钛矿的接收层物质时,会让射入的光产生激子,迅速解离成自由电子,通过钙钛矿薄膜,扩散到电荷的传输层,从而让转化电能的效率更高。相比传统的太阳能电池为硅能电池,效率要高出20%,成本也更为低廉可控。
钙钛矿电池能以更加可控的成本价格,更高的转换电能的效率,成为更通用的能源。
这种电池的优点很明显,可以在低温下进行加工,材料的柔韧性和轻盈度更好,能应用于更多的场景使用。
但是也有一定的缺点,就是在紫外线和氧气等影响下,容易出现材料衰减的情况,这就直接影响电池的正常使用寿命,在吸收光照的同时,也会因为日晒加速老化和材料脆化,这也导致容易出现使用周期不够久,运行不够平稳的情况。这些问题不假以解决,就无法实现大规模的量产,更不能提供商业应用。
而且均匀涂抹光照接收层物质时,也会因为工艺问题出现一定的难题,生产过程会使用一定数量的铅,对环境存在一定的污染问题。
显然我国科学团队已经寻找到解决这些难题的钥匙,目前中国能攻克关于钙钛矿电池的衰减问题,可以使用保护层技术,顾名思义就是用石墨烯PMMA给电池加上一层保护层,突破电池的使用瓶颈问题,延长电池的使用寿命,石墨烯材料的强度非常可观,像钢铁一样的坚固,保障钙钛矿电池的牢固程度,让其电粒子不会随意游走。
得到保障的电池组,耐冲击能力大幅提升,电池的安全度也更有保障,不会因为外部的温差变化明显,导致电池组出现脆化的情况,能更为稳定地发挥作业效能,让接收的阳光稳定转化为电能的比率,达到了90%以上,这样的转换率,也是让科学界都惊叹不已难以置信的存在,因此能达到更好地转换电能的目的。
一旦这样的稳定程度可以达到一定的测试时长,就能完成商业化的应用需求,钙钛矿电池未来有望可以规模化量产,为新能源革命带来颠覆性改变。中国团队可以说解决了世界级的难题,为奠定商业量产基础,取得了行之有效的发展尝试结果。
给电池穿上保护衣的做法,可以应用到光伏电站的整个电池组场地,为强化电池的稳定能力,提高转化电能的效率,做出更有力的保障。
值得注意的是,钙钛矿电池,更为超薄,可以打造成玻璃形状的电池,定制成更适合携带的充电宝形式,家用车辆顶棚的遮阳板等位置,甚至院墙和建筑物广告牌,都能搭建这样的新效能电池,从而让钙钛矿电池的用途更为广泛,发电的能力更便捷,让利用光能的用户,可以根据使用场景,定制自己的专属产品,这将有望为新能源打开新的发展之窗。
和传统的硅太阳能电池不同,必须以单一的形式,固定在光伏架子上,以一种迎接阳光最好的角度进行吸收光照发电,而钙钛矿电池则不需要如此刻板,使用场景和方式更为便利,为新能源的通用型产品,做出更好的灵活变通,这相当于新能源要迎来新的革命。
这一切的应用前提,就是中国研发团队,攻克解决了钙钛矿电池的脆弱缺点保护难题,也解决了困扰世界的科研难题,未来其他国家如果要继续推进自己的该领域研发,恐怕也要向我国申请分享这个专利技术,到时就看我国是否愿意转让了。
人类政府在面临更多新型技术带来的变化,未来的能源领域,也将会因为尖端科技,出现很多的变革,中国将会以实力引领这种潮流和变化。