亚博取款速度非常快:世界最高效大面积钙钛矿太阳能电池是什么?|2015中国科技新星评选

本文摘要:2015年是中国学术界群星辉煌、胜报频发的一年:屠氏啊获得当地第一个诺贝尔科学奖的精彩,王李芳大亚湾微子波动取得基础物理突破大奖的悲伤,施一公分析了切割体三维结构的期待,古代脊椎动物和古代人类研究所湖南道县发现了47枚8~12万年人类牙齿化石的启发。

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2015年是中国学术界群星辉煌、胜报频发的一年:屠氏啊获得当地第一个诺贝尔科学奖的精彩,王李芳大亚湾微子波动取得基础物理突破大奖的悲伤,施一公分析了切割体三维结构的期待,古代脊椎动物和古代人类研究所湖南道县发现了47枚8~12万年人类牙齿化石的启发。更令人鼓舞的是,2015年,中国学术界也出现了很多优秀的青年科学家,像引人注目的新星一样,慢慢上升,取得了耀眼的成绩:有大面积钙钛矿太阳能电池的世界记录,也有硫化氢高温超导体的正确预测,人类胚胎基因编辑的第一次顺利为了提高青年学者的交流、合作、创造性和变革,推进科学技术的宣传、普及、传播和转变,我们在征求各领域专家学者意见的基础上,从2015年开始突出成绩,在具有低表现度科研成果的青年才俊中,选出了30位具有代表性的科学技术新星,作为2015年中国十大新锐科学技术人物的候选人,相继说明了他们的优秀成果。

首先,让我们来看看陈伟教授的科技成果——国际最低效率的大面积钙钛矿太阳能电池。华中科技大学武汉光电国家实验室陈伟副教授在采访日本国立物质和材料研究所期间,在钙钛矿膜太阳能电池研究领域取得了最重要的进展。基于P-i-N反式平面结构、优化界面工程,全面解决了钙钛矿太阳能电池高效率、延迟现象、设备稳定性、大面积设备均匀分布性和一致性等最重要的问题,首次在国际权威太阳能电池认证机构日本产业技术综合研究所(AIST)证书上顺利大面积提出(1项cm2)钙钛矿太阳能电池国际最低效率(15%),首次将大面积钙钛矿太阳能电池写入权威太阳能效率记录表Solarcelficiceficicncyavicenavicesion)。

本最近成果的论文于月底2015年11月在Science发表,论文通信作者是NIMS韩礼元教授和瑞士联邦理工学院Michael授予Gratzel。太阳能不断使用,大规模利用洗手、可再生的太阳能优化能源消费结构,增加环境污染和世界温室效应的意义是根本的。目前市场化的光伏技术包括第一代晶体硅太阳能电池、第二代CIGS、CdTe薄膜太阳能电池,每年以30%的速度高速增长,但其总装机的发电量仍不足世界总能耗的1%。

寻找下一代更便宜、更高效的光伏技术是太阳能利用的永恒命题,关系到未来太阳能取代化石能源的程度。钙钛矿太阳能电池是近三年来首次出现的光伏技术,其效率记录的提高速度非常快。目前,韩国KRICT报道的钙钛矿太阳能电池效率超过20.1%,与其他类型的新概念太阳能电池相比,发展了数十年的CIGS等薄膜太阳能电池非常高,将来也没有相当大的提高空间。

听说美国可再生能源实验室(NREL)制作的最近效率记录表(图1)。图1.历年各种太阳能电池的效率记录(NREL编制)除此之外,卤素钙钛矿材料AMX3(A=CH3NH3、NH2CH=NH2、Csthe等M=Pb2tor、Sn2tore、Ge2to、Co2、Fe2、Mn2、Cu2、Ni2、Bi3等X=Cl、Br、Br、I等)具有非常丰富、成本低、光电性质好、可溶加工、低温制造(150℃)等特点和优点,钙矿太阳能电池的生产成本将超过31.1.1太阳能电池的1.1明显的效率和成本优势未来将推动钙钛矿太阳能电池在未来通过商业门槛,共享未来的光伏市场,政治宣传。

然而,尽管前景悲观,仍有几朵乌云弥漫在钙钛矿太阳能电池的确南北商业化之路上。正如美国可再生能源实验室光伏认证中心负责人Keithemery博士和澳大利亚新南威尔士大学MartingGren教授今年年初公开发表的评论所说:(1)钙钛矿太阳能电池一般存在稳定性问题,很多电池在测试过程中再次发生裂变,因此很多文献报告的钙钛矿电池的高效率不能通过第三方证明书,其真实性有点推测(2)钙钛矿太阳能电池一般存在延迟现象,即IV测试的正反洗测结果不完全一致。许多论文只报道其中一种瞄准方式可能是低估的实验结果。

KeithEmery和MartinGreen领先于国际上最权威的太阳能电池认证中心,他们对钙钛矿太阳能电池的负面意见指出,原来的钙钛矿电池技术可能没有相当大的缺失。这也可能是为什么到目前为止,Newport公司证书的小面积(0.1cm2)钙钛矿太阳能电池获得证书数据,其他国际权威认证中心在钙钛矿池方向集体流泪的原因。日本AIST(5家国际权威认证中心之一)检测出多家研究机构检测出的钙钛矿太阳能电池,检测出的设备性能与实验室扣除数据的预期值差距较小。

这也是为什么我们在AIST证书顺利大面积(1cm2)钙钛矿电池效率达到15%之前,权威的Solar命令Efficiency被Tables吸引钙钛矿太阳能电池处于不足状态。通过数万条IV曲线的测试,在比较了几种最少见的钙钛矿太阳能电池结构后,找到P-i-N反式平面结构电池容易避免延迟效果。电池结构如图2右图所示。

我们通过实施顺利的接口工程,平稳、低导电、可控制的轻混合型无机接口材料在电极附近分别提取电子和空洞,在大面积范围内控制接口不足。结果:(1)该电池显示,迄今为止各种钙钛矿太阳能电池中最佳填充因子约为0.83,开放电压相似于1.1V,小面积(0.09降cm2)电池效率提高到18.3%,大面积(1.02下降cm2)电池效率超过16.2%(2)无论是小电池还是大电池,其IV测试的延迟效果都非常小,而且多出厂的数十个电池显示了良好的技术再现性和部件性能的高度一致性(图3)PCBM的亲水性质和无机接口层的化学稳定性维持了钙钛矿层。我们这种反式结构设计避免了其他不稳定界面材料的障碍,钙钛矿太阳能电池性能分裂的原因集中在钙钛矿材料本身,仅次于钙钛矿太阳能电池的稳定性如何?交通事故,可行性加快老化的测试结果完全令人满意,多个电池样品老化前后的效率变动接近10%(图4)。图2.轻混入无机界面层的反式P-i-N平面结构钙钛矿太阳能电池结构示意图3.a.a.各不同目标条件的电池延迟效果和(b)统计资料40张不同的发货(小面积)电池性能的一致性和正反冲洗差异图4.一次发货10张面积(1.02cm2)电池1000小时倒数光照老化测试结果(测试透射:100mW/cm2,环境温度:25℃,短路状况倒数电流输入)归一化效率波动10%,(b)效率绝对波动统计图3-4-4我们的结果被称为太阳能电池之父的MartinGren教授拒绝接受,首次载入由他领导的NRELAIST等权威部门制作的《Solarcellefficencytables、versiontables、文字图6的《TableI》,这与以前韩国的KRICT在Newport证明书上的小面积电池的结果不同,他们的结果在TableIII,被归类为Notablex,这与以前韩国的KRICT在Newport证明书上的小面积电池的结果不同,他们的结果在TableleIIIIIII严格测试的重要性可以在最近倒数Nature子刊的评论文章中阅读。

我们大面积的钙钛矿电池证顺利,钙钛矿太阳能电池的性能指标首次需要与其他类型的太阳能电池以同样的标准展开比较。另外,通过1cm2的设备,更大面积的电池模块的理论仅次于性能,因为更大面积的模块一般由宽度在1cm2左右的长条形电池串并联构成,两者来自导电玻璃的电阻损失非常大。另外,基于我们的测试结果,AIST与世界其他权威认证机构探索新型钙钛矿太阳能电池的测试标准,相信今后不会有更多钙钛矿太阳能电池的证明结果来自NREL、AIST等权威机构。

图5.日本AIST证明书的结果,电池面积1.017cm2图6.证明书的结果是Solarcellefficencytables,(version46)收录在最后,通过进一步改善钙钛矿膜的质量和成分(例如NH2-CH=NH2离子取代CH3NH3离子),大面积的钛矿太阳能电池的效率记录可以迅速进入20%的水平。关于稳定性,必须进一步理解的研究。现在的设备还没有一定程度的变动(尽管变动很小)。

除了钙钛矿材料CH3NH3PbI3本身可能分解外,PCB的强度也强度有关。通过成分控制,CH3NH3PbI3钙钛矿材料的结晶温度(相反,结晶发育温度)从现在的70-80℃提高到100-120℃以上,使用更可靠的PCB方式防止湿气的缓慢渗透,有可能获得寿命充足的电池部件。陈伟副教授已经取得了风险投资的意向,并开始了钙钛矿太阳能电池的中考研发。

企业的动手将减缓新型光伏设备的出现,具有实用价值。后面写道:陈伟教授的研究成果令人兴奋,其他科技新星的故事也在一定程度上很棒。

请期待!同时,我们将面向大众,对外开放公众投票,即日起至2016年1月6日结束,每人投票10人左右,获得率排名前十的候选人被选为2015年中国十大新锐科技人物。整个公开发布半透明,杜绝黑盒操作。

我们还将举行以前的活动,帮助获奖者和候选人访问产业和资本。参加投票的朋友也有机会提取相当大的礼物。转入知识社学术圈开展投票:2015年,引人注目的中国科技新星们。原始文章允许禁止发布。

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