新突破!我国科研团队解锁太阳能电池“长寿密码”
来源:央视新闻客户端
2025-03-07 06:32
钙钛矿太阳能电池因其高效、低成本、轻量化等特点,被视为未来光伏技术的重要方向。然而,这类电池存在一个关键问题——稳定性较差,难以长期使用。3月7日,华东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顶级期刊《科学》(Science)。据悉,科研团队成功找到延长钙钛矿太阳能电池寿命的关键方法,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。
钙钛矿太阳能电池被称作“未来之光”,它不仅能像传统硅电池一样发电,还能做成薄如纸张、可弯曲的形态,甚至能贴在衣服或窗户上使用。但多年来,这种电池有个致命弱点: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”谜团。研究发现,钙钛矿材料在阳光照射下会像气球一样反复膨胀收缩,时间一长就会“内伤”破裂。这种材料遇光会膨胀超过1%,内部晶体相互挤压产生破坏力,就像反复折叠的纸最终会断裂一样。
科研人员想出了一个妙招——给材料穿“防弹衣”。他们用世界上最坚硬的材料之一石墨烯,加上特殊透明塑料,制成只有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,把膨胀幅度从0.31%降到0.08%,就像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:在模拟日常使用的强光高温环境下,持续工作3670小时(约153天)后,仍能保持97%的发电效率。这是目前同类电池中最长的稳定工作时间,意味着实际应用成为可能。
这项突破不仅给出解决方案,更颠覆了科学界认知。过去十年,全球科学家主要从材料配方改良入手,而华东理工团队首次发现“物理损伤”这个隐藏杀手,为后续研究打开新方向。相关专家表示,这项工作重新定义了提升稳定性的技术路径。
研究团队透露,该技术已开始与企业合作试验。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,钙钛矿电池生产成本仅为硅电池的1/3,发电效率还有提升空间。
随着稳定性瓶颈的突破,这项“实验室里的未来科技”正加速走向千家万户,为全球绿色能源转型提供“中国方案”。
(总台记者 王殿甲)
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评论84条
硬盘硬 软件软
03-07 07:49
来自上海市
这个成果很牛,报道中仅仅提到“在模拟日常使用的强光高温环境下,持续工作3670小时(约153天)后,仍能保持97%的发电效率。”
这个“模拟日常使用的强光高温”是在AM1.5G(地球表面的标准光谱)全光谱,90℃高温下条件下的工作。
之前对钙钛矿太阳能电池寿命延长,主要是通过材料性质调节进行,如北京理工大学通过添加长链烷基胺改善晶核,中国科学院合肥物质科学研究院的阳离子组分均匀分布等。这项成果则开创了一个新的完全不同的途径。
材料性质调节的途径在工作温度和保持发电率指标上,都远远不及这项成果。像北理工在50℃,800小时后,保持发电效率就只有90%了。
不过报道中没有提到转换效率,不知道这个途径对转换效率有没有影响。
前几天,观网有过日本押注薄膜型钙钛矿太阳能电池的新闻(《挑战中国?日本押注下一代超薄太阳能电池》),目前中日两国在钙钛矿太阳能电池产业的发展重点不同。日本重点是薄膜型,而中国主要是玻璃型和串联型(薄膜型也有江苏大正微纳等国内企业)。薄膜型的弱点是使用寿命,如果能大幅提高使用寿命,则国内的薄膜型钙钛矿太阳能电池也将领先日本。
没啥想说的
03-07 07:00
来自江苏省
庆幸科技掌握在文明手里。换美国日本之类的国家,还不知能涨多少价,割多少韭菜。
yp魚儿
03-07 07:20
来自浙江省
核心技术不要让坏人知道。
guan_16844539722322
03-07 07:08
来自云南省
向华东理工大学的科研人员致敬!
人生识字糊涂始
03-07 07:18
来自内蒙古自治区
老欧老美 :虚幻一枪你就玩命跑,你咋那么实心眼儿呢 !
俺当初给你挖了个坑,你如今让俺望不见车尾灯 !
guan_16844539722322
03-07 07:09
来自云南省
为华东理工大学的科研人员点赞!