2021-04-18
 
人發上的碳點促進了太陽能電池的發展
2021年04月18日   閱讀量:40172

昆士蘭理工大學的研究人員已經使用了從布里斯班理發店獲得的人發廢物產生的碳點來制造一種“盔甲”,以改善尖端太陽能技術的性能。


在《材料化學雜志》 A上發表的一項研究中,由王洪霞教授領導的研究人員與昆士蘭科技大學材料科學中心的Prashant Sonar副教授合作表明,碳納米點可用于改善鈣鈦礦太陽能電池的性能。


鈣鈦礦太陽能電池是一種相對較新的光伏技術,被視為在未來幾年中提供低成本,高效太陽能電力的最佳PV候選材料中國建材網cnprofit.com。事實證明,它們在功率轉換效率上與當前市售的單晶硅太陽能電池一樣有效,但該領域研究人員的障礙是使該技術更便宜,更穩定。


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與硅電池不同,它們由易于制造的化合物制成,并且由于具有靈活性,因此可用于太陽能服裝,為設備充電的背包,甚至可以用作獨立電源的帳篷等場景。資料來源。


這是人類頭發衍生的碳點作為多功能材料的結果,這是第二項重大研究。


去年,Prashant Sonar副教授領導了一個研究小組,其中包括材料科學中心研究員Amandeep Singh Pannu,他通過分解頭發然后在240攝氏度下燃燒頭發,將碎屑變成了碳納米點。在那項研究中,研究人員表明,碳點可以變成可用于未來智能設備的柔性顯示器。


在這項新研究中,包括教授Ngoc Duy Pham在內的王教授的研究小組和與Prashant Sonar教授一起工作的Pannu先生出于好奇而使用了鈣鈦礦太陽能電池上的碳納米點。王教授的團隊以前發現,納米碳材料可以用來改善電池的性能。


在教授鈣鈦礦的過程中添加了碳點溶液之后,王教授的團隊發現了碳點形成了波浪狀鈣鈦礦層,其中鈣鈦礦晶體被碳點包圍。


王教授說:“它創造了一種保護層,一種盔甲?!?/p>


“它可以保護鈣鈦礦材料免受潮氣或其他環境因素的影響,這些因素可能會損壞材料?!?/p>


研究發現,與沒有碳點的鈣鈦礦電池相比,被碳點覆蓋的鈣鈦礦太陽能電池具有更高的功率轉換效率和更高的穩定性。


Wang教授一直在研究先進的太陽能電池已有20年之久,并且自鈣鈦礦電池發明于大約十年前以來就一直在研究鈣鈦礦電池,其主要目標是開發經濟高效,穩定的光伏材料和器件,以幫助解決太陽能中的能源問題。世界。


王教授說:“我們的最終目標是使太陽能電力更便宜,更容易獲得,更持久,使光伏設備輕巧,因為當前的太陽能電池非常重?!?/p>


鈣鈦礦太陽能電池領域的最大挑戰是解決設備的穩定性,使其能夠運行20年或更長時間,并開發出適合大規模生產的制造方法。


“目前,所有報道的高性能鈣鈦礦太陽能電池都是在受控的環境中制造的,該環境中的水分和氧氣含量極低,并且電池面積非常小,實際上不適合商業化。


為了使這項技術在商業上可行,需要克服以低成本制造高效大面積,穩定,柔性,鈣鈦礦型太陽能電池板的挑戰。


“只有通過對大規模生產中的材料特性和在工業上兼容的條件下的深刻理解,才能實現這一目標?!?/p>


王教授對鈣鈦礦細胞如何在未來為航天器提供動力特別感興趣。


國際空間站由四個太陽能電池陣列供電,可產生高達120 kW的電力。但是,當前空間PV技術的一個缺點是使它們到達目的地的有效載荷的重量。


盡管鈣鈦礦的重量要輕得多,但研究人員面臨的挑戰之一是開發能夠應對極端輻射和空間溫度變化范圍廣的鈣鈦礦電池-從負185度到超過150攝氏度。


王教授說,該解決方案可能需要十年的時間,但研究人員正在繼續在該領域獲得更大的見識。


目前,王教授的研究團隊正在與昆士蘭科技大學材料科學中心的Dmitri Golberg教授合作,以了解鈣鈦礦材料在極端環境條件下的性能,例如強電子束輻射和劇烈的溫度變化。


王教授說:“鑒于這項技術到目前為止已經取得了很大的進步,我感到非常樂觀?!?/p>


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