美國科學家認為,他們已經消除了將一種更高效、更便宜的太陽能電池板商業化的最後障礙之一。這種太陽能電池板的材料是矽的替代品,名為鈣鈦礦。
這項突破來自於使用“現成的”材料來防止面板光吸收層中使用的鉛洩漏到環境中。
位於科羅拉多州戈爾登市的國家可再生能源實驗室(NREL)的高階科學家朱凱解釋說,鉛中毒的危險被認為是鈣鈦礦面板開發面臨的“最棘手、最後一英里的挑戰之一”。
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科學家估計,這種面板距離商業應用還有三到五年,這可能會很普及,因為其中使用的鉛有助於將它們從陽光中提取電能的功率提高到接近 25%,高於大多數市售的矽面板。
NREL 和北伊利諾伊大學(NIU)的研究人員為測試面板的前後兩面開發了塗層。在損壞面板的兩面,然後讓它們經受模擬大雨後,他們發現薄膜與鉛結合在一起,防止了超過 96% 的鉛洩漏到環境中。
伊利諾伊州迪卡爾布市的 NIU 化學教授徐濤解釋說:“這些材料都是現成的,但從未用於此目的。光必須進入電池才能被鈣鈦礦層吸收,而正面薄膜實際上充當了抗反射劑,稍微提高了透明度。”
徐預測,這些塗層可能會成為太陽能電池板潛在商業吸引力的“遊戲規則改變者”,因為它們在家庭和農田中的使用預計將持續約 25 年。儘管效率提高,但鉛從面板中滲入地下水中的毒性可能會降低它們對消費者的吸引力。
新的捕獲鉛塗層是 181 年前開始的一系列突破中的又一個突破,當時俄羅斯礦物專家列夫·佩羅夫斯基在俄羅斯烏拉爾山脈發現了一種奇怪的金屬外觀的岩石。它是不同礦物家族的一部分,這些礦物共享立方體和類金剛石形狀的常見晶體結構。
這種材料以佩羅夫斯基的名字命名,後來發現它在世界各地都很便宜且儲量豐富。但科學家們不確定該如何處理它們,直到 2009 年,一位日本研究人員發現,鈣鈦礦像矽一樣,可以吸收太陽光的光子並將其轉化為電能。發現由這種材料製成的面板更容易且更便宜(氣候連線,2017 年 4 月 24 日)。
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