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钙钛矿太阳能电池可让电动车边开边充电

上网日期: 2015年09月24日 ?? 作者: Paul Buckley ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:钙钛矿? 太阳能电池? 电动车?

美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的研究人员表示,透过串联4个微型的钙钛矿太阳能电池,不仅得以提高电压,还能以7.8%的效率直接光充电锂离子电池。钙钛矿太阳能电池较传统的太阳能面板更小,可望在不久后彻底改变电动车的充电途径。

这项研究发表在最新一期的《自然通讯》(Nature Communications) 杂志,可望为未来更洁净的交通运输与新式家用电源创造机会。

“我们发现太阳能电池和电池之间十分‘速配’”,主导这项研究的Kent Hale Smith高分子科学与工程教授戴黎明解释,“其他研究多半利用聚合物太阳能电池为锂离子电池充电,但一直未能达到这样的能效。”

图中显示以串联的钙钛矿太阳能电池为锂离子电池进行光充电《电子工程专辑》
图中显示以串联的钙钛矿太阳能电池为锂离子电池进行光充电

事实上,研究人员指出,这项研究的整体光电转换与储存效率都超过目前已知的其他光充电组件耦合锂离子电池、液流电池或超级电池的组合。

钙钛矿太阳能电池具有与钙钛矿物晶体结构一样的活性材料,因而可望用于实现撷取太阳能的新设计。相较于硅晶太阳能电池,钙钛矿太阳能电池能将频谱更广泛的太阳光转换为电能。

戴黎明的研究团队在实验室中制作多层太阳能电池,使其提高了能量密度、性能与稳定度。根据测试显示,这种三层的太阳能电池也能根据需要转换成单一的钙钛矿薄膜。

透过串联4颗约0.1平方公分的电池,研究人员们进一步提高了开路电压。“太阳能到电能”的转换效率可达到12.65%。

为了充电钮扣型锂离子电池,研究人员利用了磷酸锂铁(LFP)阴极以及钛酸锂阳极。其光电转换与储存效率约为7.8%。整个10次光充电/电流恒定放电周期持续 约18个小时,该技术在整个周期几乎维持一致的放电/充电曲线,显示具有较高的周期稳定度以及组件兼容性。

该研究论文的另两名作者凯斯西储大学高分子科学与工程研究助理Jiantie Xu与Yonghua Chen预计,“在不久的将来,这项成果将可用于打造家庭中为汽车充电的系统,因为钙钛矿太阳能电池最终将可以制造的像软性薄膜一样,因而直接内建于汽车中,”让行驶在路上的电动车边开边自动充电。

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载







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