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韩国研发更便宜、更环保的太阳能电池 可安装到屋顶和车辆上

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58京牌 太阳能是传统、不可再生能源的环保替代品。但是,目前的太阳能电池板需要采用有毒材料作为缓冲层,这一点却不环保。为此,,韩国一个科学家团队研发了一种新型环保替代品——ZTO缓冲层,就可以克服这一限制,而且也是让太阳能电池板更加环保的锦上添花之举。

光伏太阳能电池板(图片来源:仁川大学)

气候变化危机迫在眉睫,这一点毋庸置疑。鉴于紧迫性,有必要加快向可再生能源转型。近年来,太阳能就成为了一种最有发展前景的替代能源之一。现在,韩国仁川大学(Incheon National University)的科学家公布了在这一领域做出的新贡献。

太阳能电池板由光伏电池组成,暴露在光线下的材料会产生激发电子,即电流。现代的薄膜太阳能电池由微米或亚微米厚的光伏材料层组成,因而可集成至灵活、轻便的面板中,用作多种基材。不过,这一工艺有一些局限性。领导该研究的Jun Ho Kim教授解释道:“大多数薄膜太阳能电池都包含有毒的昂贵元素,可能会阻碍太阳能电池的普及。”目前,Kim教授正与团队致力于采用自然界中丰富的环保材料生产太阳能电池,而且此类材料易于提取,制造成本也不高。

科学家们正寻求利用自然矿物——硫铜锡锌(起着吸收光子的作用)制造环保电池。大多数硫铜锡锌电池会采用硫化镉为缓冲层,以优化其性能。尽管效率很高,制造此类缓冲层造成的相关污染以及有毒的镉并不是环保太阳能电池的理想特性。为解决该问题,研究人员研究了很有前景的替代品——ZTO缓冲层。为了进一步提高太阳能电池的效率,该小组调整了吸收层(硫铜锡锌)与缓冲层(ZTO)之间电子的能量水平,让电子能够在两层之间更好地循环,从而增加电池的电压和整体性能,功率转换效率达11.22%。从长远角度看,目前采用CdS缓冲层的硫铜锡锌电池的最大效率可达12.6%。该技术也是首次仅利用环保、储量丰富以及廉价材料制出如此高性能的电池。

预计未来几十年内可再生能源的市场份额会增加,该研究的重要性也随之增加了。随着对太阳能电池板需求的增加,以最环保、最便宜的方式获取组件也极其重要。Kim博士和团队研发的技术让我们离这一目标又近了一步。该研究团队希望其发明可以带来一个可再生的未来。Kim教授表示,该种环保薄膜太阳能电池可以安装到建筑物和房子的屋顶和墙壁上,以提供电力。此外,也可以安装到地面车辆上(如汽车、公共汽车和卡车)以及海上运输工具(如船和远程船舶),以提供部分电力。

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