下一代太陽能材料為傳統(tǒng)的硅太陽能電池提供了一種更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的替代品，但要使這些設(shè)備足夠耐用，能夠經(jīng)受現(xiàn)實(shí)世界條件的考驗(yàn)，仍然存在挑戰(zhàn)。國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)可以簡(jiǎn)化高效、穩(wěn)定的過氧化物太陽能電池的開發(fā)過程，這種電池因其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)而得名，擅長(zhǎng)吸收可見光。 (ceNO4"cZ  
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包括賓夕法尼亞州立大學(xué)教師 Nelson Dzade 在內(nèi)的科學(xué)家們?cè)凇蹲匀弧つ茉础冯s志上報(bào)告了他們的新方法，該方法可制造出更耐用的過氧化物太陽能電池，并仍能實(shí)現(xiàn) 21.59% 的高效率將太陽光轉(zhuǎn)化為電能。 d(\%Os  
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約翰和威利-萊昂家族能源與礦產(chǎn)工程系能源與礦產(chǎn)工程助理教授、本研究的合著者德扎德說，透輝石是一種很有前途的太陽能技術(shù)，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的硅材料相比，這種電池可以在室溫下用更少的能量制造，使其生產(chǎn)成本更低，更具可持續(xù)性�？茖W(xué)家們說，但用于制造這些設(shè)備的主要候選材料--有機(jī)-無機(jī)混合金屬鹵化物，含有易受潮、氧和熱影響的有機(jī)成分，暴露在真實(shí)世界的條件下會(huì)導(dǎo)致性能迅速下降。 FtpK)9/4  
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一種解決方案是轉(zhuǎn)而使用碘化銫鉛等全無機(jī)包晶材料，這種材料具有良好的電氣性能和對(duì)環(huán)境因素的超強(qiáng)耐受性。不過，這種材料是多晶體的，也就是說，它有多個(gè)具有不同晶體結(jié)構(gòu)的相�？茖W(xué)家們說，其中兩種光活性相對(duì)于太陽能電池來說是好的，但它們?cè)谑覝叵潞苋菀邹D(zhuǎn)化為不良的非光活性相，從而引入缺陷，降低太陽能電池的效率。 hpHr\g  
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突破性的相異質(zhì)結(jié)技術(shù) M\o9I  
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科學(xué)家們將碘化銫鉛的兩種光活性多晶體結(jié)合起來，形成了一種相異質(zhì)結(jié)--它可以抑制向不良相的轉(zhuǎn)變。異質(zhì)結(jié)是通過堆疊具有不同光電特性的不同半導(dǎo)體材料形成的，就像太陽能電池中的層一樣。太陽能設(shè)備中的這些結(jié)可以進(jìn)行定制，以幫助從太陽中吸收更多能量，并更高效地將其轉(zhuǎn)化為電能。 3DzMB?I  
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Dzade說："這項(xiàng)工作的美妙之處在于，它表明利用同一種材料的兩種多晶體來制造相異質(zhì)結(jié)太陽能電池是一種可行的方法。它提高了材料的穩(wěn)定性，防止了兩相之間的相互轉(zhuǎn)換。兩相之間形成的相干界面可使電子輕松流過設(shè)備，從而提高功率轉(zhuǎn)換效率。這就是我們?cè)谶@項(xiàng)工作中所展示的。" ap.K=-H  
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研究人員制造出的器件實(shí)現(xiàn)了 21.59% 的功率轉(zhuǎn)換效率，屬于此類方法中的最高水平，而且穩(wěn)定性極佳。不僅如此，該裝置在環(huán)境條件下儲(chǔ)存 200 小時(shí)后，仍能保持 90% 以上的初始效率。 gR&Q3jlIV  
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Dzade 說："當(dāng)從實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展到實(shí)際太陽能模塊時(shí)，我們的設(shè)計(jì)在太陽能電池面積超過 7 平方英寸（18.08 平方厘米）的情況下，功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了 18.43%。這些初步結(jié)果凸顯了我們的方法在開發(fā)超大型過氧化物太陽能電池模塊和可靠評(píng)估其穩(wěn)定性方面的潛力。" |
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