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钙钛矿太阳能电池是什么以及它们如何工作？ |
| 发布时间：2024/5/8 |
现代消费太阳能技术提供了相当多的多样性，从硅材料的标准面板设计到镉制成的薄膜替代品。那么，钙钛矿太阳能电池到底是什么呢？我们真的需要另一种太阳能来决定吗？ 尽管听起来像是 Fenton Crackshell 在变成 Gizmoduck 之前可能会惊呼的一个虚构词，但钙钛矿太阳能电池是真实存在的，并且 显示出很大的前景。从根本上来说，钙钛矿太阳能电池正如其听起来的那样。它们是使用钙钛矿制成的太阳能电池，而不是大多数光伏太阳能系统中更常用的硅材料。在这种情况下，“钙钛矿”是适用于各种材料的总称，特别是因为它们的结构与矿物钙钛矿相似。 从功能上讲，钙钛矿太阳能电池板与其他薄膜太阳能电池板没有太大区别。当纳入太阳能电池结构时，这些钙钛矿将光子转化为电能。然后，电力可以被输送到电池中进行存储或直接输送到某些设备中，等等。十多年来，钙钛矿一直是太阳能研究的一部分，为了更好地完善技术，人们正在探索各种元素和元素组合。目的是提高效率并减少潜在的环境影响。如果有足够的时间和改进，钙钛矿太阳能电池板理论上可以取代当前的太阳能技术。 钙钛矿太阳能电池有何特别之处？ 如此多的研究人员长期以来一直试图改进钙钛矿太阳能电池配方的原因可以归结为两个主要好处。特别是有效性和负担能力。 在实验室测试中，钙钛矿太阳能电池的效率等级已超过25%，可以说是迄今为止最节能的薄膜面板。然而，这种效率太短暂，无法替代现代太阳能电池板。据美国能源部称，早期的钙钛矿电池将在不到一天的时间内（有时在几分钟内）开始降解，而最近的尝试已将一些电池的寿命延长至几个月。 理论上，钙钛矿太阳能电池的生产成本预计也相对较低，这将使它们成为当今常见太阳能电池板技术的直接竞争对手。问题是，到目前为止，测试实验室中使用的生产方法并不能真正在装配线上大规模生产面板。因此，除了需要找到一种方法来大幅提高钙钛矿太阳能电池的寿命外，还需要梳理大规模的制造工艺。 可以购买钙钛矿太阳能电池板吗？ 简而言之，不，你买不到钙钛矿太阳能电池板。钙钛矿太阳能电池板要达到商业水平可能还需要一段时间。佐治亚理工学院的工程师们已经成功地发现，暴露于水和氧气的共同作用会导致快速降解，而消除对其中一种的暴露或多或少会阻止快速降解过程。然而，用于保护钙钛矿免受一种元素影响的方法会带来全新的障碍，例如光会降低保护屏障的有效性。 在钙钛矿太阳能电池有机会最终上架之前，必须解决持续存在的效率和相对较低的耐用性问题。将细胞的整体预期寿命从几分钟延长到几个月是一项伟大的成就，但这些细胞需要维持数十年（大约20至30年）才能获得商业可行性。 虽然我们不太可能在未来一两年内在家得宝看到钙钛矿太阳能技术，但这并不意味着永远不会。自概念提出以来已经取得了很多进展，因此可以合理地假设最终会找到正确的解决方案。也有可能，在独立的钙钛矿太阳能电池进入市场之前，我们可以看到类似的东西用作串联太阳能电池的一部分，将这些材料与硅太阳能电池结合起来以促进能源生产。 钙钛矿太阳能电池：它们是什么以及它们如何工作？ 现代消费太阳能技术提供了相当多的多样性，从硅材料的标准面板设计到镉制成的薄膜替代品。那么，钙钛矿太阳能电池到底是什么呢？我们真的需要另一种太阳能来决定吗？ 尽管听起来像是 Fenton Crackshell 在变成 Gizmoduck 之前可能会惊呼的一个虚构词，但钙钛矿太阳能电池是真实存在的，并且 显示出很大的前景。从根本上来说，钙钛矿太阳能电池正如其听起来的那样。它们是使用钙钛矿制成的太阳能电池，而不是大多数光伏太阳能系统中更常用的硅材料。在这种情况下，“钙钛矿”是适用于各种材料的总称，特别是因为它们的结构与矿物钙钛矿相似。 从功能上讲，钙钛矿太阳能电池板与其他薄膜太阳能电池板没有太大区别。当纳入太阳能电池结构时，这些钙钛矿将光子转化为电能。然后，电力可以被输送到电池中进行存储或直接输送到某些设备中，等等。十多年来，钙钛矿一直是太阳能研究的一部分，为了更好地完善技术，人们正在探索各种元素和元素组合。目的是提高效率并减少潜在的环境影响。如果有足够的时间和改进，钙钛矿太阳能电池板理论上可以取代当前的太阳能技术。 钙钛矿太阳能电池有何特别之处？ 如此多的研究人员长期以来一直试图改进钙钛矿太阳能电池配方的原因可以归结为两个主要好处。特别是有效性和负担能力。 在实验室测试中，钙钛矿太阳能电池的效率等级已超过25%，可以说是迄今为止最节能的薄膜面板。然而，这种效率太短暂，无法替代现代太阳能电池板。据美国能源部称，早期的钙钛矿电池将在不到一天的时间内（有时在几分钟内）开始降解，而最近的尝试已将一些电池的寿命延长至几个月。 理论上，钙钛矿太阳能电池的生产成本预计也相对较低，这将使它们成为当今常见太阳能电池板技术的直接竞争对手。问题是，到目前为止，测试实验室中使用的生产方法并不能真正在装配线上大规模生产面板。因此，除了需要找到一种方法来大幅提高钙钛矿太阳能电池的寿命外，还需要梳理大规模的制造工艺。 可以购买钙钛矿太阳能电池板吗？ 简而言之，不，你买不到钙钛矿太阳能电池板。钙钛矿太阳能电池板要达到商业水平可能还需要一段时间。佐治亚理工学院的工程师们已经成功地发现，暴露于水和氧气的共同作用会导致快速降解，而消除对其中一种的暴露或多或少会阻止快速降解过程。然而，用于保护钙钛矿免受一种元素影响的方法会带来全新的障碍，例如光会降低保护屏障的有效性。 在钙钛矿太阳能电池有机会最终上架之前，必须解决持续存在的效率和相对较低的耐用性问题。将细胞的整体预期寿命从几分钟延长到几个月是一项伟大的成就，但这些细胞需要维持数十年（大约20至30年）才能获得商业可行性。 虽然我们不太可能在未来一两年内在家得宝看到钙钛矿太阳能技术，但这并不意味着永远不会。自概念提出以来已经取得了很多进展，因此可以合理地假设最终会找到正确的解决方案。也有可能，在独立的钙钛矿太阳能电池进入市场之前，我们可以看到类似的东西用作串联太阳能电池的一部分，将这些材料与硅太阳能电池结合起来以促进能源生产。 |
