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洛杉矶华裔教授研发新方法 提高太阳能电池产量

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传统的硅晶体太阳能电池板原材料昂贵,在制造过程中产生非常严重的污染。近年来,学术界和工业界已经转向钙钛矿太阳能电池板的研究和开发。结果,光电转换效率在两年内从3%提高到16%,形成了重大的科学突破。

洛杉矶华裔教授研发新方法 提高太阳能电池产量

据美国《世界日报》报道,加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系的中国教授杨洋(Yang Yang)领导的研究团队,经过七个月的研究,成功开发出一种新方法,大大提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率,生产大面积钙钛矿太阳能电池,并将这一太阳能电池行业的“新星”推向一个新的水平。

传统的硅晶体太阳能电池板原材料昂贵,在制造过程中产生非常严重的污染。近年来,学术界和工业界已经转向钙钛矿太阳能电池板的研究和开发。结果,光电转换效率在两年内从3%提高到16%,形成了重大的科学突破。

Yang Yang解释说钙钛矿太阳能电池有两种原料,旧的工艺方法使用烘烤,但这两种原料沸点不同,烘烤不均匀,导致界面电子转移效率差,整体转化效率下降。他们用蒸发的方法将一种原料蒸发成另一种原料,“就像蒸一个小馒头”。蒸发膜表面均匀,导电效率自然提高。

钙钛矿太阳能电池板不能兼顾面积和效率。阳阳实验室制造的太阳能电池板尺寸为1×1英寸。如果他的制造方法更进一步,预计将生产1x1米大小的商用太阳能电池板。杨洋说,他的下一个目标是将光电转换效率提高到20%。虽然可以实现大面积,但如果没有丰富的行业财政资源,学校不可能发展到如此大的规模。

杨洋从事太阳能电池研究已有10多年,投资钙钛矿太阳能电池不到一年。在博士后研究员陈奇和周胡安平的共同努力下,他取得了这样的成就,相当出色。他说,主要是因为他们在同一个领域学习了很长时间,他们才能够在这么短的时间内取得突破。

杨洋说每个人都在寻找太阳能电池的最佳来源。硅晶体太阳能电池具有大约18%的高光电转换效率,但是制造过程必须消耗大量的电力,并且电费至少需要五年才能恢复。此外,原料二氧化硅昂贵且污染严重。事实上,这并不理想,“钙钛矿绝对更便宜和环保”。

钙钛矿是一种陶瓷氧化物,最早被发现。它是钙钛矿石中存在的钛酸钙(CaTiO3)化合物。目前,它是由人类制造的,所以不存在资源枯竭的问题。此外,这种材料易于制造,成本可以大大降低,其商业潜力是无限的。

杨洋毕业于台湾国立成功大学物理系。他获得了麻省大学的硕士和博士学位。他于1997年加入罗家。周胡安平毕业于北京大学,陈奇毕业于清华大学。

该研究报告发表在1月15日的《美国化学学会杂志》上。



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