新型鈣鈦礦面板在室內光下達到 42% 效率新高

中國科學家最近發展出新型的鈣鈦礦室內光伏材料,這些材料在室內環境下的電力轉換效率(PCE)達到了創紀錄的 42.01%。這種可靠的室內光伏技術預計在室內光源下的使用壽命可達 6,000 小時,為物聯網設備提供穩定的電力供應。科學家們表示,憑藉更高的使用壽命和效率,這種設備能夠為微型能源電子產品提供持續的電力支持。該項成就克服了商業化鈣鈦礦室內光伏(PIPV)技術的長期穩定性問題,這一問題一直是市場關注的焦點。

研究人員在增強設備穩定性方面取得了顯著進展。鈣鈦礦室內光伏材料因其可調帶隙和高開路電壓而受到廣泛關注。研究團隊透露,他們採用了混合互鎖自組裝單分子層(SAM)策略來提升設備的穩定性。研究人員強調,這一方法充分利用了SAM穩定性在確定反向PIPV設備整體穩定性中的關鍵作用。通過將不同碳鏈長度的SAM材料結合,成功增強了在銦錫氧化物(ITO)基板上的SAM表面覆蓋率,並強化了SAM與ITO之間的結合能量。

研究團隊指出,經過優化的設備在 1,000 lx 照明條件下實現了創紀錄的室內光伏電力轉換效率 42.01%。此外,在模擬日夜循環的加速老化穩定性測試中,光強度在 2000 lx 到 0 lx 之間波動,最終目標設備的預期 T90 壽命接近 6,000 小時。根據新聞稿,該PIPV模塊通過集成電路實現了電子價格標籤的持續可靠運行。

研究人員提到,成功將PIPV與自供電設備相結合,顯示出其在現實場景中的實用性。他們指出:“這裡採用的系統研究方法提供了一個穩固的框架,以促進未來的研究,幫助PIPV從實驗室成果轉化為商業化產品。”團隊發展了一個初步的自供電設備原型,成功演示了在桌燈照明下,通過簡單的直連電路驅動的黃色LED燈。儘管如此,室內光源的持續供電需求相當嚴格;當設備置於黑暗中時,它將無法運行。因此,根據蘇州大學的研究團隊,將鋰離子電池等能量儲存設備集成是至關重要的。

團隊還連接了集成電路,成功實現了對電子價格標籤的持續供電。這類電子價格標籤的電壓需求範圍在 2.4 V 到 3.6 V 之間。根據發表在《國家科學評論》期刊的研究,由於PIPV在室內照明條件下的優異電壓輸出性能,大約三個子電池的串聯可以滿足電子價格標籤的電壓需求。這一系列的成果顯示,鈣鈦礦室內光伏技術在未來的應用潛力是巨大的,尤其是在智能家居和物聯網設備等日益增長的市場中。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。