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用玻璃聚合物涂覆在太陽能電池表面可延長(zhǎng)電池使用壽命

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2021年12月17日  

太陽能電池制造商通常不會(huì)提供禮品包裝,但他們可能會(huì)考慮這樣做。一項(xiàng)新的研究報(bào)告指出,正確的包裝材料和方法可以減少分解過程,這種分解過程會(huì)迅速破壞光伏設(shè)備性能并縮短使用壽命。


近年來,利用鈣鈦礦型半導(dǎo)體材料制成的太陽能電池在光伏聚光燈下熠熠生輝。這些金屬有機(jī)材料,如甲基銨三鹵化鉛和甲脒類似物的制造和加工成本低于晶體硅(一種傳統(tǒng)的光伏材料),但它們的性能相當(dāng)。但是,當(dāng)暴露在高溫、潮濕和明亮的陽光下時(shí),鈣鈦礦會(huì)分解并發(fā)生結(jié)構(gòu)變化,導(dǎo)致電池的電輸出下降,阻礙了器件的商業(yè)化。


研究人員已經(jīng)想出了利用環(huán)氧樹脂、丁基橡膠、陶瓷和化學(xué)處理的薄膜來保護(hù)鈣鈦礦電池的方法。但有些最有效的方法需要專門的設(shè)備,而且成本高昂。另一些人則避免高濕度或長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫下,但無法經(jīng)受住惡劣條件下的嚴(yán)酷測(cè)試。


新南威爾士大學(xué)的LeiShi和AnitaW.Y.HoBaillie領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在對(duì)各種材料和太陽能電池封裝方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),將玻璃與聚(異丁烯)或聚(烯烴)結(jié)合起來就可以做到這一點(diǎn)。研究人員表明,像先前的研究一樣,將電池完全封裝起來,而不僅僅是邊緣,用一層薄薄的玻璃聚合物夾層制成的價(jià)格低廉的密封包裝材料,可以使這些設(shè)備通過國(guó)際電工委員會(huì)的濕熱和濕凍循環(huán)試驗(yàn)。


這些加速老化測(cè)試通過將電池暴露于85%的相對(duì)濕度并在–40至85°C之間反復(fù)進(jìn)行溫度循環(huán)來模擬苛刻的室外條件,這些條件可能導(dǎo)致電池從冰層中分層。封裝的電池的轉(zhuǎn)換效率(一種標(biāo)準(zhǔn)的性能指標(biāo))在1800小時(shí)的濕熱測(cè)試和75次的濕度凍結(jié)測(cè)試中下降了不到5%。


現(xiàn)在在悉尼大學(xué)納米研究所任職的Ho-Baillie還開發(fā)了一種氣相色譜/質(zhì)譜法,用于分析鈣鈦礦分解的氣體產(chǎn)物。通過鑒定鹵代甲烷,甲基甲酰胺和其他物種,研究人員闡明了多種分解途徑。他們表明,其氣密性封裝方法可使分解反應(yīng)迅速達(dá)到平衡,并在細(xì)胞受損之前消退。


蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)大學(xué)的SangIlSeok說:“這里報(bào)道的結(jié)果很重要,因?yàn)樗鼈儽砻麾}鈦礦電池可以實(shí)現(xiàn)高效和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。他補(bǔ)充說,借助GC/MS,研究人員現(xiàn)在可以準(zhǔn)確地識(shí)別出氣體產(chǎn)物并推斷出分解路線。


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