来源:环球创新智慧


  近日,捕鱼达人百家乐玩法游戏规则版真人真钱斗地主版金币修改冲绳科学技术大学院大学(OIST)的研究人员采纳一种稳定、高效且相对廉价的钙钛矿原料开拓出新型太阳城娱乐网站电池。


  背景


  太阳城娱乐网站,是颇具代替性的新能源之一。其优势包括:洁净、可再生、无污染、易猎取等等。为了将太阳光的能量直接转化为电能,我们通常要借助一种设施:太阳城娱乐网站电池。如今,太阳城娱乐网站电池在我们的身边到处可见,例如:窗户、墙壁、汽车、智能优乐时时彩、平板电脑等物品中都会见到太阳城娱乐网站电池的身影。


  迄今为止,大多数的太阳城娱乐网站电池都是由硅制成,因为这种原料非常善于汲取光线。可是,硅面板的制作成本却很昂贵。


  科学家们一直都在研究由钙钛矿组成的结构,使之成为硅的替代品。真正的钙钛矿,是一种存在于地球中的矿物,它由钙、钛、氧分子通过特别排列而成。具有相同晶体结构的原料称为钙钛矿结构。


  相比于共棱、共面形式连接的结构,钙钛矿结构显得更加稳定,更有利于缺陷的扩散迁移。因此,钙钛矿具备了许多优异的物理化学特性,例如电催化性、吸光性等。



  钙钛矿结构非常适协作为太阳城娱乐网站电池汲取光线的活性层,因为它们汲取光线的效率比硅更高,且成本更低廉。将钙钛矿结构集成到太阳城娱乐网站电池中,需要采纳的设施也相对简单。例如,它们能够溶解到溶剂中,直接喷涂到基底上面。


  由钙钛矿结构组成的原料有望为太阳城娱乐网站电池设施带来一场革命,但是却具有一个严峻的缺陷:它们通常很不稳定,在高温条件下性能会退化。这严峻阻碍了它们的商用。


  创新


  捕鱼达人百家乐玩法游戏规则版真人真钱斗地主版金币修改冲绳科学技术大学院大学(OIST)能量原料与表面科学单位的研究人员,由YabingQi教授领袖,采纳一种稳定、高效且相对廉价的钙钛矿原料开拓出太阳城娱乐网站电池,同时也为这种钙钛矿原料未来在太阳城娱乐网站电池中的应用铺平了路线。


  他们的研究论文最近颁布于《先进能源原料(Advanced Energy Materials)》杂志。博士后学者JiaLiang博士和ZonghaoLiu博士对这项研究作出了主要贡献。




  技术


  这种原料具有几种关键特征。首先,它是完全无机的(一个重要的变化),因为有机成分通常不耐热,性能会在高温条件下退化。因为太阳城娱乐网站电池会在太阳光照耀下变得过热,所以热稳定性显得非常关键。通过无机原料取代有机成分,钙钛矿太阳城娱乐网站电池会变得更加稳定。


  如下图所示,这种全无机钙钛矿太阳城娱乐网站电池具有几层。底层是仅有几毫米厚的玻璃,第二层是透明导电原料FTO,接下来是由二氧化钛组成的电子活性层,第四层是光敏钙钛矿,顶层是碳。



  下图是钙钛矿太阳城娱乐网站电池的电子显微镜图像,它显示出不同的层。



  论文作者之一的ZonghaoLiu博士说:“太阳城娱乐网站电池在暴露于光线中300小时后,几乎未发生改变。”


  然而,一切的无机钙钛矿太阳城娱乐网站电池都比有机无机混合物的光线汲取率要低。第二个特征也由此而来:OIST的研究人员将新型电池与锰掺杂,以改善其性能。锰改变了原料的晶体结构,提升了光线汲取能力。Liu表示:“就像你将盐放入一盘菜中来改变它的口味一样,当我们添加锰的时刻,它改变了太阳城娱乐网站电池的特性。”


  第三,在这些太阳城娱乐网站电池中,在太阳城娱乐网站电池之间传输电流的电极和外部电线都是由碳组成,而不是通常用的金。这些电极特别廉价且易于制作,一部分是由于它们能够直接印刷到太阳城娱乐网站电池中。从另外一方面说,制作金电极则需要高温条件以及真空室等特别设施。


  价值



  总结一下,这项研究开拓出的钙钛矿太阳城娱乐网站电池具有几项优势:热稳定性好、光线汲取率高、制作工艺简单且成本低。因此,这项研究也为未来钙钛矿太阳城娱乐网站电池的大规模商用奠定了基础。


  未来


  在变成像硅太阳城娱乐网站电池一样的商用产品之前,钙钛矿太阳城娱乐网站电池仍有一系列的挑战需要战胜。例如,钙钛矿太阳城娱乐网站电池可坚持运行一到两年,而硅太阳城娱乐网站电池可运行达二十年。


  为了改善这些新型电池的效率和持久性,Qi及其同事们正努力工作,同时也在开拓制作商用产品的工艺。2009年,首个太阳城娱乐网站电池被报道开拓出来。此后,这项技术进展迅猛,这些新型电池的前景看上去很光明。


2018年05月02日

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新型钙钛矿太阳城娱乐网站电池:稳定、高效且相对廉价

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