www.brightoutdoorledlights.com
Email: yolanda@aweilighting.com
Wechat/WhatsApp: 86-18019093706

Tình trạng phát triển và xu hướng của các vật liệu pin mặt trời mới
I. Pin mặt trời perovskite
Đặc điểm vật liệu và lợi thế
Các vật liệu perovskite có hệ số hấp thụ cao, chiều dài khuếch tán mang dài và tỷ lệ tái kết hợp không phóng xạ thấp, và hiệu quả trong phòng thí nghiệm đã vượt quá 30%17.Quá trình chuẩn bị của nó rất đơn giản (phương pháp dung dịch hoặc lắng đọng hơi), chi phí thấp hơn so với các tế bào silic tinh thể, và khoảng cách băng tần (1.2-2.3eV) có thể được điều chỉnh bởi các thành phần, phù hợp với thiết kế xếp chồng đa khớp.

Sự đột phá của ứng dụng:Nhóm Viện Công nghệ Bắc Kinh đã giải quyết vấn đề của phim perovskite băng tần rộng không đồng đều bằng cách thêm các alkylamine chuỗi dài và chuẩn bị một nguyên mẫu tế bào xếp chồng hiệu quả cao.
Thách thức và hướng cải thiện
Sự ổn định: Nó dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, tia cực tím và nhiệt độ,và tuổi thọ cần được cải thiện bằng cách thụ động giao diện và công nghệ đóng gói (chẳng hạn như đóng gói thủy tinh / polyme).
Bảo vệ môi trường: Perovskites dựa trên chì là độc hại, và nghiên cứu đã chuyển sang perovskites không có chì (chẳng hạn như dựa trên caesium-tin)16.
Tính chất vật liệu và ứng dụng
Vật liệu hữu cơ (như polyme và phân tử nhỏ) nhẹ, linh hoạt và có thể xử lý dung dịch, làm cho chúng phù hợp với việc chuẩn bị các thiết bị trong suốt / linh hoạt.Các pin mặt trời hữu cơ graphene-electrode được phát triển bởi MIT có cả độ dẫn điện cao và độ minh bạch quang học và có thể được gắn vào cửa sổ và bề mặt xe hơi.

Tiến bộ hiệu quả: Hiệu quả trong phòng thí nghiệm đạt 19%, nhưng hiệu quả giảm đáng kể khi nó được chuẩn bị trên quy mô lớn.
Tối ưu hóa kỹ thuật
Kỹ thuật giao diện: Tối ưu hóa sự phù hợp của vật liệu hiến và chấp nhận thông qua thiết kế phân tử để cải thiện tính di động của chất mang.
Cấu trúc thiết bị: Các tế bào năng lượng mặt trời hữu cơ đảo ngược (những bộ chấp nhận ITIC) có thể giảm mất năng lượng6.
3Các tế bào mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm (DSSC)
Ưu điểm chính
Sử dụng các lớp nhạy cảm với thuốc nhuộm (như phức hợp ruthenium), bán dẫn titan dioxit và chất điện giải iốt, nó có thể hoạt động trong ánh sáng yếu, và chi phí thấp và thân thiện với môi trường.

Hướng đổi mới: Các thuốc nhuộm chấm lượng tử (như chì sulfure) có thể mở rộng phạm vi hấp thụ quang phổ và tăng hiệu quả lên 12%.
Những thách thức
Các chất điện giải dễ bị rò rỉ, và cần phải phát triển các giải pháp thay thế chất điện giải rắn6.

IV. Các vật liệu tiên tiến khác
Các tế bào mặt trời nanocrystalline
Các vật liệu nanocrystalline (như chấm lượng tử) có hiệu suất lượng tử cao, với hiệu suất lý thuyết vượt quá 30%, nhưng vấn đề các khiếm khuyết giao diện hạt cần được giải quyết.

Các tế bào nhiều lớp và nhiều kết nối

Perovskite / silic tinh thể laminate: Hiệu quả lý thuyết vượt quá 30%, silic tinh thể hấp thụ ánh sáng sóng dài, và perovskite thu ánh sáng sóng ngắn.

Các tế bào nối ba: cấu trúc GaInP / GaAs / Ge có hiệu suất 33%, phù hợp với hàng không vũ trụ.

Vật liệu lượng tử mới.
Vật liệu "tình trạng băng tần trung gian" được phát triển bởi Đại học Lehigh đạt hiệu quả lượng tử bên ngoài 190% thông qua sự can thiệp đồng, phá vỡ giới hạn lý thuyết Shockley-Queisser.

V. Xu hướng và thách thức trong tương lai
Hướng dẫn kỹ thuật

Mức trọng lượng nhẹ và linh hoạt: Phát triển các vật liệu quang điện đeo và tích hợp trong tòa nhà (như kính quang điện trong suốt và gạch quang điện).

Bảo vệ môi trường và chi phí thấp: Thúc đẩy perovskites không chì và vật liệu hữu cơ dựa trên sinh học.
Nỗ lực công nghiệp

Sản xuất quy mô lớn: cần phải giải quyết vấn đề suy giảm hiệu quả trong quá trình chuẩn bị quy mô lớn (chẳng hạn như quá trình in perovskite).
Kiểm tra độ ổn định: cần phải vượt qua thử nghiệm tiêu chuẩn IEC (chẳng hạn như lão hóa bằng nhiệt / ánh sáng)