新技术大幅提高柔性太阳能电池的发电效率

新技术大幅提高柔性太阳能电池的发电效率研究人员通过引入"客体"成分，提高了三元有机太阳能电池的效率。这种改性可改善太阳能电池对阳光的吸收，优化太阳能电池的运行。通过对这种客体成分进行战略性放置和改性，他们实现了超过19%的功率转换效率提升。有机与无机太阳能电池有机光伏太阳能电池（OSC）是一种使用有机材料（通常由小分子或聚合物组成）将太阳光转化为电能的太阳能电池，有别于使用晶体硅或其他无机材料的传统无机太阳能电池。开放式太阳能电池的主要优点之一是灵活轻便。利用喷墨打印等基于溶液的工艺，它们可以廉价地制成柔性卷筒而非刚性面板，因此适合传感器、便携式充电器或可穿戴电子设备等多种应用。OSC还可以设计成半透明或各种颜色，从而可以美观地集成到建筑物、窗户或其他结构中。不过，与无机太阳能电池相比，开放式晶体管的功率转换效率（PCE）较低。TOSC在一定程度上改变了这一状况。传统的二元有机太阳能电池由供体材料和受体材料组成，与之不同的是，TOSC包含额外的第三种成分，通常称为"客体"。引入这种客体成分是为了优化太阳能电池运行的各个方面，从调整电池的内部能量流到改进电池如何将光能转化为电能。三元组份活性层中嵌入的主/客体"合金"聚集说明。资料来源：李永海客体"成分的作用对于提高PCE尤为重要的是，客体成分还可以拓宽可吸收光的光谱。通过选择一种能在供体或受体未覆盖的范围内吸收光的客体材料，可以提高电池对阳光的整体吸收率。同时，还能很好地调整混合薄膜的形态，使其能够进行激子解离、电荷生成和传输。鉴于客体成分可以发挥多种不同的功能，其在太阳能电池'三明治'或矩阵中的具体位置可以从根本上改变性能。该研究的合著者李永海说："根据其位置的不同，客体元件既可以以闪电般的速度传输能量，也可以帮助捕捉更多的阳光。"现有三种不同位置的可能性：嵌入供体材料，嵌入受体材料，或以某种方式分散在供体和受体界面之间，形成混合的合金状结构（聚集体）。但到目前为止，人们还很少关注客体成分的位置问题。实验细节和结果在研究中，研究人员在TOSC中使用了一种名为LA1的客体成分（与其他客体成分材料的结晶度不同）。LA1是一种小分子受体，研究人员用苯基烷基侧链对其进行了修饰--苯基烷基侧链是一种官能团（分子中原子的集合，具有自身的一系列特性），常用于设计用于光伏设备的有机材料。用苯基烷基侧链对LA1进行改性，在保持令人满意的兼容性的同时，改善了其结晶度和排列，从而提高了其在TOSC中的性能。此外，研究人员还通过对与主成分相互作用的各种条件（包括主/客体相容性、表面能、结晶动力学和分子间相互作用）进行调控，来调节客体成分的分布。通过这种方法，他们在大多数客体分子中发现了类似合金的聚集体，这些聚集体也渗透并分散到宿主分子中。令人印象深刻的是，这些嵌入式主/客"合金"的结晶尺寸可以很容易地进行微调，以改善电荷传输和抑制电荷重组。因此，研究人员最初能够实现15%以上的PCE增效，然后通过将客体成分与作为主成分的Y6系列受体相结合，他们实现了19%以上的更大增效。研究人员认为，他们已经取得了相当大的实验成功，但这些增益的驱动力在理论上仍然不太清楚。展望未来，研究人员希望能更好地阐明这些基本机制。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382215.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382215.htm

太空太阳能发电场接近现实 开创性研究显示其具有可行性

太空太阳能发电场接近现实开创性研究显示其具有可行性最近的研究证明了轻质、经济高效的太空太阳能电池板的可行性，为潜在的轨道太阳能农场打开了大门，标志着可再生能源技术迈出了重要一步。萨里大学萨里航天中心航天器工程名誉教授克雷格-安德伍德（CraigUnderwood）教授说："我们很高兴设计持续一年的任务在六年后仍能正常工作。这些详细数据表明，电池板具有抗辐射能力，其薄膜结构在恶劣的太空热和真空条件下也没有退化。这种超低质量太阳能电池技术可以在太空部署大型、低成本的太阳能发电站，将清洁能源带回地球--现在我们有了该技术在轨道上可靠运行的第一个证据。"斯旺西大学太阳能研究中心的研究人员开发出了新型碲化镉太阳能电池。这种电池板覆盖面积更大，重量更轻，提供的功率远远超过现有技术，而且制造成本相对较低。萨里大学的科学家们设计了测量其在轨性能的仪器。卫星本身由萨里太空中心与阿尔及利亚航天局（ASAL）的实习工程师团队合作设计和制造。虽然随着时间的推移，电池的功率输出效率越来越低，但研究人员认为，他们的研究结果证明，太阳能卫星是可行的，而且具有商业可行性。斯旺西大学的丹-兰姆（DanLamb）博士说："这种新型薄膜太阳能电池有效载荷的成功飞行测试为进一步开发这项技术提供了融资机会。用于太空应用的大面积太阳能电池阵列是一个迅速扩大的市场，像这样的展示有助于巩固英国在太空技术方面的世界级声誉。"参考文献：《IAC-22-C3.3.8来自AlSat-1N薄膜太阳能电池(TFSC)实验的六年太空飞行结果》作者：CraigUnderwood、DanLamb、StuartIrvine、SimranMardhani和AbdelmadjidLassakeur，2023年8月26日，ActaAstronautica。DOI:10.1016/j.actaastro.2023.08.034编译自ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402213.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402213.htm

硅钙钛矿太阳能电池即将彻底改变发电效率

硅钙钛矿太阳能电池即将彻底改变发电效率钙钛矿是一类与钙钛氧化物矿物具有相同晶体结构的化合物。这种高度灵活的材料可用于多种应用，包括超声波机器、存储芯片和发电太阳能电池。最近的研究表明，钙钛矿可能是推动太阳能电池行业发电效率达到新水平的“秘密武器”。目前的太阳能电池技术正在迅速接近其最高效率水平，但仍达不到太阳能作为应对全球变暖的重要缓解因素所需的水平。科学家表示，效率必须超过30%，且新太阳能电池板的安装率必须比目前的采用水平提高十倍。通过在硅基底上添加额外的钙钛矿层（两者都具有半导体特性），可以增强从阳光中捕获的能量。硅层捕获红光中的电子，而钙钛矿层捕获蓝光。能量吸收能力的提高将导致太阳能整体价格的降低，从而加快太阳能电池板的部署和采用。科学家们花费数年时间开发高效的硅钙钛矿太阳能电池技术，2023年似乎将标志着该领域的一个重要里程碑。最近的研究进展已成功将硅-钙钛矿串联电池的效率提高到30%以上。进展速度如此之快，以至于这项技术很快就会在商用产品中展示其增强的功能。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学材料科学与工程教授StefaanDeWolf认为，2023年太阳能电池技术领域将带来重大进展。DeWolf的团队已经在硅钙钛矿太阳能电池中实现了33.7%的效率水平，但他们的工作细节仍需要在科学期刊上发表。另一个由德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心的SteveAlbrecht领导的研究小组最近发表了一项关于串联硅钙钛矿电池的研究，该电池可以实现高达32.5%的功率转换效率。由瑞士洛桑联邦理工学院的XinYuChin领导的第三个小组已经证明，串联电池的效率达到31.25%，具有“高效率和低制造成本的潜力”。DeWolf表示，超过30%的能源门槛将增强人们对“高性能、低成本光伏发电可以推向市场”的信心。到2022年，太阳能发电容量将达到1.2太瓦(TW)，到2050年必须增加到至少75太瓦，才能缓解全球变暖和温室气体排放带来的最灾难性的情况。商业领域正在积极致力于提高太阳能电池的效率。中国最大的制造商（隆基股份）在实验室中已经达到了33.5%的效率。下一步涉及将高效硅钙钛矿串联电池的尺寸从实验条件（1平方厘米）扩大到商业级特征（15平方厘米）。DeWolf对实现这一目标充满信心。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370097.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370097.htm

突破性的新太阳能电池板在黑暗中也可以发电

突破性的新太阳能电池板在黑暗中也可以发电早在2022年4月，研究人员就在《应用物理学通讯》杂志上发表了他们对这种新型太阳能电池板的发现，已经竖立起来的太阳能电池板也可以被改造成在夜间发电，使企业和家庭不必升级到新的电池板。用于使旧太阳能电池板在黑暗中工作的过程被称为辐射冷却。当太阳落山时，地球降温，将热量释放到空气中。这有助于在空气和电池板的表面之间形成温度差。然后，研究人员在电池板上安装热电发电机，使电池板能够利用辐射冷却产生的电力。这并不是我们第一次看到有人提出这个想法。早在2020年，加利福尼亚大学的研究人员做了类似的事情，他们称之为"反太阳能板"。光伏太阳能电池板已经利用这种辐射冷却来在太阳落山后发电，使这些太阳能电池板能够在黑暗中工作。那么，如果它使太阳能电池板在太阳落山后也能发电，为什么我们没有听到更多关于它的消息？那是因为它并没有产生大量的电力。相反，有人估计它只产生了太阳能电池板在一个典型的日子里可以产生的能量的25%左右，但这仍然是以前没有的清洁能源，所以值得在能利用的时候利用它。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340975.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1340975.htm