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该新系统表明其向着NIST在2010年末召集的太阳能专家组设立的目标跨进了一大步。“为了通过更为准确的性能评估加速所有类型光伏的开发和降低成本,这些专家设置了一个目标--得到光谱响应测量结果的时间低于10分钟。
当新系统打败时间要求的时候,NIST团队将进一步推动他们技术的发展以匹配相关目标。他们的待办事项列表包括匹配或超出太阳的能量密度,拓宽综合LED频谱,包括太阳输出的红外光部分。持续实现测量结果不确定性低于1%。
NIST物理学家Behrang Hamadani说,迄今为止通过他们的工作,NIST研究人员已经证明,将LED应用在太阳能模拟器中或者将其用来描述光伏或其他光电设备特性,在技术上是可行的。
新型胶体量子点太阳能电池效率达7% 创世界记录
近日,多伦多大学和阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科研人员在胶体量子点(CQD)薄膜的研发方面获得重要突破,胶体量子点太阳能电池的效率创造了新纪录,达7%。他们的成果发表在了《自然纳米技术》杂志上。
该团队由多伦多大学工程系教授Ted Sargent领导,使用廉价材料做成的太阳能电池,其7%的效率被认证创造了世界记录。
“在以前,胶体量子点太阳能电池受制于薄膜内部大的内部表面积,这使得其发电比较困难,”该论文的合著者Susanna Thon博士说“我们的突破是综合使用有机和无机化学,来完全覆盖暴露的表面积。”
量子点是尺寸仅有几纳米的半导体,可以用来从整个太阳光谱中收集电能,包括有形和无形的波长范围的光。和目前的增长缓慢和昂贵的半导体技术不一样,CQD可以以低成本快速制造出来,这类似于油漆或墨水。该研究表明,太阳能电池可以制作在柔性基板上,这和报纸快速大量印刷是一样的方式。
该电池比以往认证的电池效率提升了37%。为提高效率,科研人员需要一种方法,既可以缩减和较差表面质量相关的电子“陷阱”数量,同时也可以确保薄膜足够稠密来尽可能地吸收更多的光。该方案叫做“混合钝化”方案。
“通过在合成点以后立即引入氯原子,我们可以去修补以前遥不可及的、可导致电子、‘陷阱’的角落和缝隙”,博士生和该论文主要的合著者Alex Ip说。“接下来我们通过使用短的有机团来绑定薄膜中的量子点。”
阿卜杜拉国王科技大学Aram Amassian教授领导的研究工作表明,为了得到密集的薄膜,有机配体交换是必要的。
KAUST使用最先进的亚纳米分辨率同步方法来识别薄膜的结构,并且证明混合钝化方法可以制得包含紧密纳米粒子的密集薄膜。
该成果为进一步的研究和电池效率的提高打通了很多道路,这给可靠的、低成本的太阳能提供了一个光明的未来。
Sargent教授说,“我们的世界迫切需要创新的、高效率的方法将丰富的太阳能转换为可用的电能。该成果表明,胶体量子点内的丰富的材料界面可以通过健康的方式所掌握,证明了低成本和稳定高效率可以同时达到。”
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