电气工程学院最新科研效果登上《焦耳》封面
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浏览次数:32   发表日期:2022-08-27 20:55:50   来源:环球体育app下载地址

  “关于封面:经过额定的一道激光划线工序将光伏板细分红许多个更小的电池能更好地维护像钙钛矿光伏这样的薄膜器材少受落叶等导致的反向偏压影响”

  论文题为“Combatting temperature and reverse-bias challenges facing perovskite solar cells”(《对立钙钛矿太阳能电池的温度和反向电压应战》)。钙钛矿是一种具有特别晶体结构的半导体,具有超卓的能量转化功率,出产成本低,因而被认为是一项很有出路的新光伏技能。但研讨标明,钙钛矿电池会比传统硅电池面对额定的反向偏压应战,安稳性缺乏,没有完成大规模制备,这也阻止了这一技能的商业化。为进一步完成钙钛矿光伏产业化,需求处理其面对的高温文反向偏压应战问题,这项研讨给咱们提出了处理反向偏压应战的立异办法。

  怎么应对反向偏压应战?研讨人员创造性地提出了应对反向偏压应战的新思路,即经过约束部分升温文反向偏压的巨细(约束这些外因效果),来完成光伏组件在实地条件下的长时间安稳作业,器材功能和寿数也会因而额定获益。

  为缓解反向偏压对薄膜器材的危害,将由长条电池组成的组件横向分割成许多串联/并联的短长条电池,这只需求在规范划线工艺外添加一个激光划线过程,就将操控反向偏压和部分缺点的影响。

  为串联/并联的每个电池供给旁路维护,最大极限地进步组件全体功率和寿数,这将确保(在组件呈现部分遮阴时)一切未被遮挡的电池持续发电,而被遮挡的电池接受最小的反向偏压。这能够经过集成旁路二极管完成。为了完成最佳的应力操控,能够使用横向旁路布局即在负偏压时使电流流经整个电池宽度,再辅以嵌入式散热层和根据热扩散长度对单个电池长度的优化,这样即便在最坏情况下也能将部分升温操控在40℃以下,一起维护主电池区域免受高温影响。

  集成旁路二极管能够分流有破坏力的反向偏压电流,然后维护主电池区域(左);

  此外,可经过操控器材反导游通电压以在器材接受反向偏压时构成温文的均匀发热,该办法已在SunPower的Maxeon产品完成,能够依此构思合适钙钛矿光伏的平行方案。

  除了能完成更高功率,单片钙钛矿/硅叠层器材在操控钙钛矿电池反向偏压方面具有额定优势。首要,将钙钛矿电池与更安定的硅电池串联,能够维护钙钛矿电池免受反向击穿。其次,维护该串联全体免受大的反向偏压击穿很简单,因为传统硅组件的旁路维护方案易被选用,这是因为该单片叠层组件实则是加盖钙钛矿吸收层的硅组件。此外主张钙钛矿层的能带隙恰当下降,以防硅电池在某些条件下唆使钙钛矿电池接受反向偏压。

  单片钙钛矿-硅叠层器材结构经过阻止反向偏压电流进步钙钛矿的反向偏置安稳性(左);

  上述器材规模化制备后实则为加盖钙钛矿薄层的硅组件,易选用传统旁路二极管维护方案(右)。

  论文中所提出的上述方案是完成钙钛矿光伏长时间安稳的代替途径。此外,“操控这些应力(即下降升温文反向偏压)能进步器材功能,并放宽对该新资料本征安稳性的苛刻要求”。

  兰东辰教师于2020年当选浙江大学百人方案研讨员,他的团队聚集于以二极管为根底的光电子前沿范畴,如各种新式光伏、发光器材,致力于关键问题的打破和原始立异。加盟浙大电气两年的时间里,兰教师带领团队悉心科研,除了这次的效果外,最近他还与协作伙伴在Nature Communications(《天然-通讯》)期刊提醒发光二极管在超低电压下的发光机理。

  兰教师表明,感谢校园供给的杰出渠道,跨学科的穿插交融、学院杰出的学术气氛、团队成员的默契协作,让科研作业者能够心无旁骛地展开研讨。创意的不断涌现、效果的不断呈现,其实源于团队在不同范畴的研讨经历和常识堆集。

  让咱们恭喜并等待科研作业者们的更多效果!研讨组也长时间欢迎有志于探究光电范畴前沿的优异同学,以及具有光电子器材、半导体物理、光学、资料等相关学术布景的博士后、科研人员、访问学者等加盟与协作。

  地址:浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号,浙江大学紫金港校区东三105-9

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