佳能计划2025年量产新涂层 钙钛矿太阳能电池寿命可翻倍

佳能计划2025年量产新涂层钙钛矿太阳能电池寿命可翻倍作为第三代太阳能电池技术的佼佼者，钙钛矿型太阳能电池以其轻质、可弯曲、高自由度以及低生产设备需求等特性，展现出巨大的市场潜力和成本优势。然而，钙钛矿型太阳能电池的一大挑战在于其钙钛矿层晶体结构容易受到水、热、氧等环境因素的侵蚀，导致耐用性受限。为了克服这一难题，佳能公司开发了一种独特的功能材料涂层。这种涂层的厚度在100至200纳米之间，远超传统涂层的几十纳米厚度，能够在保持高光电转换效率的同时，有效覆盖并保护钙钛矿层，抵御外界环境的不利影响。目前，佳能已向部分太阳能电池制造商提供样品，并计划于2025年开始量产这一创新涂层。这一技术的商业化应用，预计将为太阳能电池行业带来深远的影响。通过提高太阳能电池的使用寿命和稳定性，佳能的新涂层技术有望推动整个行业向更高效、更环保的方向发展。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435191.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435191.htm

研究人员开发出防止玻璃起雾的纳米薄金涂层

研究人员开发出防止玻璃起雾的纳米薄金涂层这类似于汽车后窗上的防雾系统的工作方式，但不需要通过电线使用电加热。该团队早在2019年就发表了他们关于该主题的第一篇研究论文。他们修订后的涂层明显比他们之前分享的薄，使其更加透明且是可弯曲的，从而增强了它的功能性。金是一种昂贵的材料，但涂层所需的金很少，不会使应用成本过高。根据该团队的说法，三层涂层的厚度仅为10纳米。作为比较，典型的金叶子或金箔的厚度大约是12倍。该涂层是在洁净室中使用化学气相沉积法制造的。在氧化钛夹层中间的金簇相互接触，但只是最小程度的接触。这意味着，在没有阳光的情况下，如果需要，可以用电来加热涂层。氧化钛作为一种绝缘材料，位于顶层保护金簇免受磨损。新技术在未来的应用包括眼镜和汽车挡风玻璃，但其他的用例可以包括像窗户、镜子和光学传感器。值得注意的是，虽然涂层表面会发热，但该材料可以防止辐射到达内部（例如汽车或建筑物），因此它们的传递的热量甚至比没有涂层的情况下更低。苏黎世联邦理工学院已经为这种材料申请了专利。更多的实验将帮助研究人员确定其他金属是否也能像黄金一样表现良好或更好。他们的最新发现已经发表在《自然纳米技术》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335075.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335075.htm

重塑太阳能电池板：新原型通过人工光合作用产生甲烷

重塑太阳能电池板：新原型通过人工光合作用产生甲烷最近，发表在《ACSEngineeringAu》上的研究人员复制了这一自然过程，利用二氧化碳（CO2）、水和阳光制造出高能燃料甲烷。他们的创新原型系统有助于为取代不可再生的化石燃料铺平道路。尽管甲烷是一种强效温室气体，但它也是一种高能量密度燃料，是天然气的主要成分。包括天然气在内的化石燃料需要数百万年才能形成，从环境中提取这些燃料会产生有害影响。找到利用可再生能源生产甲烷的方法，有助于随着时间的推移减少对不可再生化石燃料的需求。这种特化细胞阵列有助于利用人工光合作用生产更多可持续燃料。图片来源：改编自《ACSEngineeringAu》，2023，DOI:10.1021/acsengineeringau.3c00034太阳是每天为地球提供可持续、丰富能源的来源之一。人类曾尝试用太阳能电池板来利用这一资源，但植物已经掌握了这一方法，它们利用阳光进行光合作用，将二氧化碳和水转化为氧气和糖，然后用作燃料。此前，KazunariDomen及其同事开发了一种系统，利用阳光将水分成氢气和氧气。现在，他们希望对这一过程进行改进，以便更全面地模仿光合作用，吸收二氧化碳，将太阳的能量储存在甲烷中，同时仍然使用具有成本效益且易于扩展的材料。开发甲烷生产原型研究小组制作了一组类似太阳能电池板的反应池，每个反应池都涂有掺铝钛酸锶（SrTiO3）光催化剂，以帮助启动反应。将这些涂有催化剂的电池装满水，放在阳光下暴晒。在这种条件下，水分裂成氢气和氧气，并将其分离，净化后的氢气被送入系统的第二部分。在第二部分中，氢气与二氧化碳发生反应，生成甲烷和水，后者通过光反应器被循环回第一步。接下来，他们创建了一个130平方英尺的电池阵列，大小相当于一间小卧室，在各种天气条件下连续运行了三天。虽然前景看好，但研究小组认识到，在这些设备成为大规模发电的可行选择之前，人工光合作用系统的效率还需要提高。研究人员说，这种概念验证系统可用于生产塑料或其他化学原料的前体，也可扩大规模，生产更多的可持续生物燃料。参考文献："太阳光驱动的光催化水分离和二氧化碳甲烷化作为人工光合作用的一种手段生产甲烷"，作者：TaroYamada、HiroshiNishiyama、HirokiAkatsuka、ShinjiNishimae、YoshiroIshii、TakashiHisatomi和KazunariDomen，2023年9月25日，ACSEngineeringAu。DOI:10.1021/acsengineeringau.3c00034编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404421.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404421.htm

新研发的全过氧化物串联太阳能电池拥有创纪录的高效率和电压表现

新研发的全过氧化物串联太阳能电池拥有创纪录的高效率和电压表现从效率上看，过氧化物燃料电池的运用比例在十年多一点的时间里急剧上升，从2009年的4%以下上升到2021年的25%以上，以至于现在可以与硅基太阳能电池匹敌。在所谓的串联电池中，它的效果甚至更好，在这种电池中，多层材料被堆叠在一起，以收集来自太阳的不同波长的光。例如，Perovskit-硅串联太阳能电池最近超过了30%的效率里程碑。在这项新的研究中，一个来自多伦多大学的工程师团队创造并测试了一个全过氧化物串联太阳能电池。一个太阳能电池怎么可能是全过氧化物而仍然是串联的呢？这是因为该材料的厚度和化学成分可以被调整，使其能够利用太阳光谱的不同部分，因此两种不同的材料可以结合在一个设备中。"在我们的电池结构中，顶部的过氧化物层有一个更宽的带隙，它在光谱的紫外线部分以及一些可见光中吸收良好，"该研究的共同牵头人李崇文说。"底层有一个狭窄的带隙，它更多地被调整到光谱的红外部分。在这两者之间，我们可以实现覆盖比用硅材料吸收更多的光谱。"使用这种设计，该团队报告说，一个尺寸为1平方厘米（0.15英寸）的太阳能电池的最大效率为27.4%，这将是这种类型的电池的新纪录，并且对于任何类型的太阳能电池来说都令人印象深刻。然而，该团队并没有声称自己是冠军，因为美国国家能源局之前的独立认证记录了26.3%的效率，而全过氧化物串联太阳能电池比目前的官方纪录保持者仅差0.1%。该电池确实在其电压表现方面取得了新的纪录。该团队测量的开路电压为2.19伏，是所有全过氧化物串联太阳能电池中最高的。这两个令人印象深刻的数据都是由于在过氧化物吸光层和携带电子的层之间的界面上进行了调整。研究小组发现，电场在整个过氧化物的表面并不一致，这意味着一些电子会流失到电路中。因此，研究小组添加了一层被称为1,3-丙二铵（PDA）的薄涂层，它使表面的电荷分布更均匀。该团队表示，未来的工作将集中在通过使电池更稳定、增加电流和扩大电池的尺寸来提高太阳能电池的效率。该研究发表在《自然》杂志上。了解更多：https://news.engineering.utoronto.ca/international-research-collaboration-produces-all-perovskite-tandem-solar-cell-with-high-efficiency-record-voltage/...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332957.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332957.htm

新涂层解决了过氧化物酶太阳能电池的最后一个弱点

新涂层解决了过氧化物酶太阳能电池的最后一个弱点硅太阳能电池可能有几十年的领先优势，但在仅仅大约15年之后，过氧化钙正在迅速缩小差距。它不仅效率接近硅，而且更便宜、更轻、更灵活。但是，当然也有一个问题--过氧化物在暴露于元素中时往往会分解，这对于设计在太阳下整天、每天、几十年的设备来说并不理想。科学家们已经通过添加笨重的分子、二维添加剂、头发制成的碳纳米点或量子点以及其他东西来实验加强它们。现在，一个团队已经使用一种新的粘合剂来保护过氧化物。它被称为BondLynx，它最初是由加拿大材料公司XlynX生产的，用于其他用途，然后在太阳能电池上进行测试。过氧化物的问题始于材料中的有机成分被热和光激活，并可能逃逸，从而削弱过氧化物并破坏太阳能电池中的其他材料。BondLynx是一种交联剂，可与这些有机成分形成化学共价键，防止它们松动并降低效率。研究小组用BondLynx处理过氧化物太阳能电池，然后将它们暴露在长期的热和光下，以观察它们与没有经过处理的太阳能电池相比的表现差异。这些太阳能电池开始时的效率为24%，在连续暴露于模拟阳光下1000小时后，几乎保持了99%的效率。相比之下，在相同的条件下，未经处理的太阳能电池在相同的时间范围内损失了其原始效率的35%。这些太阳能电池还被暴露在60°C（140°F）的恒定热量下600小时。经过BondLynx处理的电池在这段时间内成功保持了近98%的效率，而对照组则损失了27%。虽然测试只进行了几个月，但经过处理的细胞几乎没有失去任何转化效率，这表明它们应该能够忍受更长时间。加上最近的另一种涂层，估计可以使过氧化物太阳能电池有30年的寿命，这个勇敢的新竞争者可能已经弥补了它的致命弱点，并很快挑战硅的太阳能霸主地位。该研究发表在《焦耳》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362481.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362481.htm

新型材料将钙钛矿太阳能电池效率提升到22%

新型材料将钙钛矿太阳能电池效率提升到22%该方法由位于巴西包鲁的圣保罗州立大学（UNESP）的研究人员开发，涉及使用一类被称为MXenes的材料，这是一类具有类似石墨烯结构的二维材料，结合了过渡金属、碳和/或氮，以及氟化物、氧或羟基等表面官能团。它们的特性包括高导电性、良好的热稳定性和高透射率（与通过物质而不被反射或吸收的光量有关）。联合国教科文组织欧洲空间科学中心开发的方法涉及使用一类名为"MXenes"的材料。资料来源：CDMF在这项研究中，MXeneTi3C2Tx被添加到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中以形成钝化涂层，并被旋涂在倒置太阳能电池的包晶层上。钝化涂层旨在减少多晶固体（本例中为钙钛矿）因与环境相互作用或其内部结构而可能产生的缺陷。过氧化物太阳能电池具有层状结构，层的顺序（结构）对其性能至关重要。在倒置太阳能电池中，设备的结构是相反的，以确保阳光照射到过氧化物层时具有较高的光学透明度。Ti3C2Tx的使用将电池的功率转换效率从19%提高到22%。它还提高了电池的稳定性，与对照电池（无钝化层）相比，电池的寿命延长了三倍，且性能未受影响。对于文章的第一作者、联合国教科文组织材料科学与技术研究生项目的硕士研究生JoãoPedroFerreiraAssunção来说，这些结果令人惊讶，因为该项目的最初目的仅仅是补救因添加绝缘钝化层而导致的性能下降。目前，有关过氧化物太阳能电池的研究主要集中在如何设计大规模工业生产系统，以制造稳定的高性能电池。"这篇文章表明，在大规模生产条件下添加MXene是可行的，并指出了实现这一目标的方法。文章还介绍了我们探索的几种电学、形态学和结构表征技术，以加深对这一类复杂设备的行为和功能的科学理解，"Assunção说。他补充说，这项研究是朝着生产清洁能源、减轻环境影响以及使巴西成为领先的太阳能电池工业生产国等可持续发展目标迈出的充满希望的一步。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424475.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424475.htm