近日，英國薩里大學(xué)（University of Surrey）的研究人員發(fā)現(xiàn)，氧化鋁（Al₂O₃）納米顆粒可顯著提升鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性和使用壽命，最長可延長至原來的十倍。該研究成果已發(fā)表在《EES Solar》期刊上。

研究背景

隨著全球碳中和目標(biāo)期限臨近，可再生能源的普及顯得尤為重要，以減少對化石燃料的依賴。此類技術(shù)突破不僅有助于滿足全球能源需求，也支持向可持續(xù)未來的過渡。

而鈣鈦礦太陽能電池因其輕量化和低成本的優(yōu)勢，被視為傳統(tǒng)硅基太陽能技術(shù)的有力替代方案。然而，由于碘泄漏引發(fā)的結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致材料隨時(shí)間推移發(fā)生降解，從而限制了其商業(yè)化應(yīng)用。

研究進(jìn)展

針對鈣鈦礦應(yīng)用難題，科學(xué)家們開發(fā)出一種嵌入氧化鋁納米顆粒的方法，以有效抑制碘的泄漏。這項(xiàng)技術(shù)由薩里大學(xué)聯(lián)合英國國家物理實(shí)驗(yàn)室和謝菲爾德大學(xué)共同研發(fā)，為下一代更耐用、更經(jīng)濟(jì)的太陽能電池提供了新方案。

研究團(tuán)隊(duì)通過模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，在極端高溫和高濕條件下對改良后的太陽能電池進(jìn)行測試。結(jié)果顯示，嵌入氧化鋁納米顆粒的太陽能電池在1530小時(shí)（超過兩個(gè)月）后仍能保持高性能，而未使用氧化鋁的對照組僅能維持160小時(shí)，壽命提升近十倍。

進(jìn)一步研究表明，氧化鋁納米顆粒不僅提高了電池的電導(dǎo)率，還減少了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中的缺陷，同時(shí)形成了一層額外的二維鈣鈦礦保護(hù)層，有效阻擋濕氣侵蝕。

這項(xiàng)研究的主要作者哈希尼·佩雷拉博士

研究主要作者哈西尼·佩雷拉（Hasini Perera）說道：“看到我們的研究取得如此大的突破，令人倍感振奮。十年前，鈣鈦礦太陽能電池在現(xiàn)實(shí)條件下實(shí)現(xiàn)如此長的壽命還是難以想象的。但現(xiàn)在，我們成功提升了其穩(wěn)定性和性能，使鈣鈦礦技術(shù)更接近主流能源解決方案。”

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