石墨涂层使钙钛矿太阳能电池防水

作者:光伏协会    浏览:11    发布时间:2019-5-10 10:48:48

研究人员使用石墨膜涂覆钙钛矿太阳能电池并对其进行防水处理。

巴斯大学可持续化学技术中心的一项新研究,一种更便宜、更清洁、更可持续的利用阳光从水中制造氢燃料的方法离我们更近了一步。

为了大幅减少碳排放,以解决气候变化紧急情况,因此迫切需要开发更清洁的替代化石燃料的能源。氢是一种零碳排放的燃料替代品,可以用来为汽车提供动力,只产生废水。

把水分解成氢和氧来制造,但是这个过程需要大量的电力。大部分电能是通过燃烧甲烷产生的,所以巴斯大学的研究人员正在开发一种新的太阳能电池,这种电池利用光能直接分解水。

目前市场上的大多数太阳能电池都是由硅制成的,但是它们的制造成本很高,而且需要大量非常纯的硅来制造。它们也非常厚和重,这限制了它们的应用。

钙钛矿太阳能电池使用的材料与氧化钙具有相同的三维结构,制造成本更低,更薄,而且可以很容易地打印在表面。它们也可以在低光照条件下工作,并且可以产生比硅电池更高的电压,这意味着它们可以在室内为设备供电,而不需要插入电源。缺点是它们在水中不稳定,这对它们的发展构成了巨大的障碍,也限制了它们直接用于生产清洁的氢燃料。

巴斯大学可持续化学技术中心的科学家和化学工程师组成的团队利用石墨制成的防水涂料解决了这个问题。他们测试了防水效果,方法是将涂层钙钛矿电池浸入水中,并利用收集的太阳能将水分解成氢和氧。涂层电池在水下工作了30小时,比之前的记录长了10个小时。

在这段时间之后,夹在电池表面的胶水失效了。科学家们预计使用一种更强的胶水可以使电池稳定更长时间。在此之前,含铟的合金被用来保护太阳能电池进行水的劈裂,但是铟是一种稀有金属,价格昂贵,开采过程是不可持续的。

巴斯团队使用的是商用石墨,它非常便宜,比铟更可持续。钙钛矿太阳能电池技术可以让人们更容易负担得起太阳能,并且可以将太阳能电池打印到屋顶的瓦片上。然而,目前它们在水中确实不稳定,如果它们在雨中溶解,太阳能电池就没有多大用处了!

现在已经开发出一种涂层,可以有效地防水电池的一系列应用。最令人兴奋的是,使用的石墨它比以前尝试的材料便宜得多,也更可持续。

钙钛矿太阳能电池比硅基电池产生更高的电压,但仍然不足以单独使用太阳能电池分裂水。为了解决这一挑战,研究小组正在添加催化剂,以降低驱动反应所需的能量。目前氢燃料是由燃烧甲烷制成的,这既不清洁也不可持续。但我们希望,未来我们能利用钙钛矿电池,从太阳能中制造出清洁的氢和氧燃料。