过去的钙钛矿实验告诉我们,钙钛矿太阳能的耐用性较低,光、水与热都会影响性能,不过根据洛桑联邦理工学院(EPFL)全新且更写实的老化试验,钙钛矿电池经过风吹日晒后,虽然会劣化、转换效率略为下降,但部分会在夜间恢复,使钙钛矿电池明日依然能再战。
为了推出转换效率更高、使用寿命更长的太阳能电池,科学家绞尽脑汁研发全新的光电技术,其中钙钛矿太阳能具有转换效率高、材料成本低等优势,还可以透过印刷等简易快速的方法来制造,是备受关注的新一代太阳能技术,
不过在钙钛矿太阳能电池正式跨出实验室大门之前,还得经过许多测试与考验,而这些结果都影响着商业化日程。
目前在各大太阳能实验室中,没有标准的钙钛矿太阳能稳定测试程序,通常是采用连续照明跟室外测试,来评估太阳能板的寿命与性能等稳定性,但照明试验有其缺点:缺乏到日夜与季节更替造成的辐照度(irradiance)、温度变化。团队认为,钙钛矿电池的反应时间(response times)较慢,因此上述因素相当重要,与此同时也指出,户外测试主要是测试封装技术是否能保护电池,不一定跟钙钛矿材料有关。
因此为了精准测试太阳能电池耐用度,EPFL 科学家决定将太阳能板在外实际会遇到的挑战,带入实验室,就好像是在学校中打造小型社会一般。团队首先利用 EPFL 附近的气象站资讯,调整温度、天气因素,并设定整年度的温度与辐照度变化,之后他们就能根据不同的气象组合,模拟并评估钙钛矿太阳能的实际表现。
透过新实验,团队也发现了过去没注意到的细微要点,包括温度和辐照度变动,并不会让钙钛矿太阳能电池性能出现戏剧性变化,转换效率虽然会在一天中稍稍滑落,但是经过一夜的部分“自我修复”后,隔天性能依然如故。
EPFL 研究员 Wolfgang Tress 表示,该实验有助于钙钛矿太阳能老化测试标准化,能开发出更客观的指标,就好比如今稳压电源(stabilized power)也是评估钙钛矿太阳能的标准工具一样。团队也认为,离析特定的降解因素,也可以帮助科学家更了解钙钛矿电池劣化因素,进而改善电池寿命。
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(首图来源:EPFL)
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