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新突破!实验室模拟真实户外环境测试钙钛矿电池!

2019-6-25 09:50| 发布者: 静静| 查看: 5335| 评论: 0|来自: 光伏测试网

摘要: 户外实际环境老化测试是所有户外应用都必须经历的试验。但因为时间太长,人们不得不选择最严苛的户外环境进行实际测试。这个问题,被钙钛矿的研究人员成功解决。 ...




导读

1)研究人员在实验室模拟昼夜和季节变化的实际条件,测试钙钛矿太阳能电池的性能;

2) 本研究为户外环境下评估钙钛矿太阳能电池的性能和可靠性提供了进一步的步骤;

3)实验室内的户外真实环境模拟,同样适用于晶体硅电池
 
正文

户外实际环境老化测试是所有户外应用都必须经历的试验。但因为时间太长,人们不得不选择最严苛的户外环境进行实际测试。这个问题,被钙钛矿的研究人员成功解决。
 
为了摆脱这种困境,EPFL学院Anders Hagfeldt实验室的钙钛矿太阳能电池科学家Wolfgang Tress与实验室的同事们合作,将真实世界的条件引入到实验室的受控环境中。
 
十年前人们才发现金属卤化物钙钛矿可以作为光伏材料,而如今,钙钛矿太阳能电池几乎和当下最好的晶硅电池一样高效。由于钙钛矿电池的制作工艺相当简单和快捷(如印刷),人们非常希望它们能成为一种高效、低成本的太阳能电池替代品。
 
然而,钙钛矿电池的稳定性一直是商品化的主要障碍。太阳能电池发电能力的稳定性通常通过实验室连续照明或室外测试来评估。
 
在Wolfgang Tress看来,上述测试评估方法各有缺点:
 
第一种方法的缺点是没有考虑昼夜和季节变化而导致的辐照度和温度实际变化,而辐照度和温度变化对于钙钛矿太阳能电池又特别重要,因为它们的响应时间很慢。
 
第二种方法在室外测试来评估,要求对钙钛矿电池进行封装,以防止其直接暴露在恶劣天气条件下。但封装主要是解决可能与钙钛矿材料本身无关的失效机制。
 
在实验室内,他们利用来自瑞士洛桑附近一个气象站的数据重现了一年内户外的温度和辐照度。通过这种方法,科学家们能够在实际条件下定量测定钙钛矿电池系统的发电量。Tress认为这才是真正意义上的太阳能电池应用,这样研究可以为在实际户外条件下评估钙钛矿太阳能电池的性能和可靠性提供进一步的步骤。
 
研究发现,温度和辐照度的变化不会以任何戏剧性的方式影响钙钛矿太阳能电池的性能,尽管电池的效率在一天中略有下降,但会在夜间恢复。
 
这项研究的意义在于无需将样品送到指定的户外环境进行测试,只需在实验室内模拟指定户外环境的具体辐照、温度、昼夜等气候条件。其下一步的研究是如何对真实环境的气候条件进行HAST试验,以便加速试验进程。如果能够能通过时温等效等方法实现加速模拟,将大大缩短新材料的评估时间。

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