钙(gai)钛矿太阳能电池因其高效、低成本、轻量化等(deng)特点(dian),被视为未来光伏(fu)技术的重要方(fang)向(xiang)。然而,这类电池存在一个关键问题——稳(wen)定性较差,难以长期使用。
3月7日,华东(dong)理工大学的一项研究成功破解了这一难题,相关成果已发表在国际期刊《科学》(Science)。据悉, 科研团队成功找到延长钙(gai)钛矿太阳能电池寿命的关键方(fang)法,这项“命短”难题的破解,让人类距离用上更便宜、更轻薄的太阳能板又近了一大步。
钙(gai)钛矿太阳能电池被称作“未来之光”,它不仅能像(xiang)传统硅电池一样发电,还能做成薄如纸张、可弯曲(qu)的形态(tai),甚至能贴在衣服或窗户上使用。但多年来,这种电池有(you)个致命弱(ruo)点(dian):在阳光下用不了多久就会“衰老”,使用寿命远达不到实际应用要求。
研究团队揭开了这个“短命”谜(mi)团。研究发现,钙(gai)钛矿材料在阳光照射(she)下会像(xiang)气球一样反复膨胀收缩(suo),时(shi)间一长就会“内伤”破裂。这种材料遇光会膨胀超过1%,内部晶体(ti)相互挤压产生破坏力,就像(xiang)反复折叠的纸最终会断(duan)裂一样。
科研人员想(xiang)出了一个妙招——给材料穿“防弹衣”。他们用世界上最坚硬的材料之一石墨烯(xi),加上特殊透明塑料,制成只有(you)头发丝万分之一的超薄保护层。实验证明,这层“防护服”能让材料抗压能力翻倍(bei),把膨胀幅度从0.31%降到0.08%,就像(xiang)给易碎品加了抗震包装。
经过严格测试,装上这种保护层的太阳能电池创下新纪录(lu):在模拟日常使用的强光高温环境下,持续工作3670小时(shi)(约153天)后,仍能保持97%的发电效率。这是目前(qian)同类电池中最长的稳(wen)定工作时(shi)间,意味着实际应用成为可能。
这项突破不仅给出解决方(fang)案,更刷新了科学界认(ren)知。过去十年,全球科学家主要从材料配方(fang)改良入手,而华东(dong)理工团队首次发现“物理损伤”这个隐藏杀手,为后续研究打开新方(fang)向(xiang)。相关专家表示,这项工作重新定义了提升稳(wen)定性的技术路径。
研究团队透露,该(gai)技术已开始(shi)与(yu)企业合(he)作试验。 一旦量产,将带来革命性变化:建筑外墙的发电玻璃、可折叠的户外充电毯甚至给手机充电的太阳膜都可能成为现实。据估算,钙(gai)钛矿电池生产成本仅为硅电池的1/3,发电效率还有(you)提升空间。
随着稳(wen)定性瓶颈的突破,这项“实验室里的未来科技”正加速走向(xiang)千家万户,为全球绿色(se)能源转型(xing)提供“中国方(fang)案”。
来源: 央视资讯、央视一套、科技日报
监制: 刘晓峰审核:彭金(jin)美(mei)
编辑(ji):张萌 校(xiao)对:郭云飞