2021-04-18
 
人发上的碳点促进了太阳能电池的发展
2021年04月18日   阅读量:24458

昆士兰理工大学的研究人员已经使用了从布里斯班理发店获得的人发废物产生的碳点来制造一种“盔甲”,以改善尖端太阳能技术的性能。


在《材料化学杂志》 A上发表的一项研究中,由王洪霞教授领导的研究人员与昆士兰科技大学材料科学中心的Prashant Sonar副教授合作表明,碳纳米点可用于改善钙钛矿太阳能电池的性能。


钙钛矿太阳能电池是一种相对较新的光伏技术,被视为在未来几年中提供低成本,高效太阳能电力的最佳PV候选材料中国建材网cnprofit.com。事实证明,它们在功率转换效率上与当前市售的单晶硅太阳能电池一样有效,但该领域研究人员的障碍是使该技术更便宜,更稳定。


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与硅电池不同,它们由易于制造的化合物制成,并且由于具有灵活性,因此可用于太阳能服装,为设备充电的背包,甚至可以用作独立电源的帐篷等场景。资料来源。


这是人类头发衍生的碳点作为多功能材料的结果,这是第二项重大研究。


去年,Prashant Sonar副教授领导了一个研究小组,其中包括材料科学中心研究员Amandeep Singh Pannu,他通过分解头发然后在240摄氏度下燃烧头发,将碎屑变成了碳纳米点。在那项研究中,研究人员表明,碳点可以变成可用于未来智能设备的柔性显示器。


在这项新研究中,包括教授Ngoc Duy Pham在内的王教授的研究小组和与Prashant Sonar教授一起工作的Pannu先生出于好奇而使用了钙钛矿太阳能电池上的碳纳米点。王教授的团队以前发现,纳米碳材料可以用来改善电池的性能。


在教授钙钛矿的过程中添加了碳点溶液之后,王教授的团队发现了碳点形成了波浪状钙钛矿层,其中钙钛矿晶体被碳点包围。


王教授说:“它创造了一种保护层,一种盔甲。”


“它可以保护钙钛矿材料免受潮气或其他环境因素的影响,这些因素可能会损坏材料。”


研究发现,与没有碳点的钙钛矿电池相比,被碳点覆盖的钙钛矿太阳能电池具有更高的功率转换效率和更高的稳定性。


Wang教授一直在研究先进的太阳能电池已有20年之久,并且自钙钛矿电池发明于大约十年前以来就一直在研究钙钛矿电池,其主要目标是开发经济高效,稳定的光伏材料和器件,以帮助解决太阳能中的能源问题。世界。


王教授说:“我们的最终目标是使太阳能电力更便宜,更容易获得,更持久,使光伏设备轻巧,因为当前的太阳能电池非常重。”


钙钛矿太阳能电池领域的最大挑战是解决设备的稳定性,使其能够运行20年或更长时间,并开发出适合大规模生产的制造方法。


“目前,所有报道的高性能钙钛矿太阳能电池都是在受控的环境中制造的,该环境中的水分和氧气含量极低,并且电池面积非常小,实际上不适合商业化。


为了使这项技术在商业上可行,需要克服以低成本制造高效大面积,稳定,柔性,钙钛矿型太阳能电池板的挑战。


“只有通过对大规模生产中的材料特性和在工业上兼容的条件下的深刻理解,才能实现这一目标。”


王教授对钙钛矿细胞如何在未来为航天器提供动力特别感兴趣。


国际空间站由四个太阳能电池阵列供电,可产生高达120 kW的电力。但是,当前空间PV技术的一个缺点是使它们到达目的地的有效载荷的重量。


尽管钙钛矿的重量要轻得多,但研究人员面临的挑战之一是开发能够应对极端辐射和空间温度变化范围广的钙钛矿电池-从负185度到超过150摄氏度。


王教授说,该解决方案可能需要十年的时间,但研究人员正在继续在该领域获得更大的见识。


目前,王教授的研究团队正在与昆士兰科技大学材料科学中心的Dmitri Golberg教授合作,以了解钙钛矿材料在极端环境条件下的性能,例如强电子束辐射和剧烈的温度变化。


王教授说:“鉴于这项技术到目前为止已经取得了很大的进步,我感到非常乐观。”


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