迅速崛起的钙钛矿审查下太阳能电池效率

太阳无疑是闪亮的钙钛矿近年来太阳能电池。首先创建于2012年,钙钛矿太阳能电池显示伟大的承诺作为一个负担得起的替代其他太阳能技术和他们已经从强大的表现。报告显示他们有能力效率大于20%,其他太阳能电池花了几十年才达到一个里程碑。

但这些效率值有多真实?这个问题正在被国家实验室、集群的研究小组发现效率测试的本质,以及钙钛矿的可疑稳定自己,只是夸大服务设备性能。除非这种稳定性问题可以解决了钙钛矿设备可能永远不会成为一个可行的替代硅太阳能电池。

所有相关的令人兴奋的能量效率和任何索赔(钙钛矿太阳能电池)应采取与一粒盐,”根据基斯金刚砂经理的国家可再生能源实验室(NREL)光伏电池和模块性能描述集团在美国。NREL是几家国际实验室之一,目的是确保任何索赔提高太阳能电池效率的独立消息来源的证实,一个健壮的标准。标准做法是测试一个细胞通过执行一个电流电压测量。细胞与1000 w / m辐照²光的温度25°C,模仿正午阳光的条件下,其输出功率测量。

蛇和梯子

金刚砂,除了执行这个测试,还建数据表的演变表现每一个不同类型的太阳能电池(见图)。在票面价值,图似乎肯定钙钛矿的地方硅以来最快的提高太阳能技术。multicrystalline硅太阳能电池,例如,爬梯子效率从14%到20%超过二十年。钙钛矿在短短两年内取得了同样的增加。

因其低成本,organo-metal卤化物材料被推到聚光灯下自2012年发现。看似不可阻挡的小幅上升是由四个小点NREL图,但有每个点一个免责声明:“不稳定”。

金刚砂,这种区别有一个简单的原因:“我觉得(钙钛矿)是不稳定的,我觉得它会误导甚至认为他们是相同的层次上,任何的这些条目表。”

这种不稳定性,金刚砂是担忧这些细胞的快速降解就测试。(效率计算)是基于假定他们不会降低任何速度比硅和钙钛矿在光降解自发和空气,”埃莫里说。他还指出,大多数的效率值归因于钙钛矿细胞没有得到独立消息来源的证实。

成长的代价

马丁·格林中心主任先进光电在澳大利亚,同意金刚砂的情绪在钙钛矿的稳定。测量复杂,设备不稳定,”格林说。“他们在输出显示磁滞”。

磁滞,材料的性能依赖于它的历史——就像橡胶在汽车轮胎的削弱由于重复使用,也是一个症结伊娃·昂格尔瑞典隆德大学的博士后。基于(钙钛矿)的太阳能电池受到电流-电压测量前预处理,以及扫描条件,”昂格尔告诉化学世界。

解决稳定性问题的经济学材料系统可能出了门去

她最近的研究在这个问题上,¹以及进行的工作沃尔夫冈一绺头发和他的同事们在瑞士洛桑联邦理工学院²显示电流电压测量的方式将决定你获得效率价值。两个的速度扫描电压,例如,或者多久你的光吸收细胞之前测试可以减少它的效率。昂格尔总结道:“他们会导致粗或低估的功率转换效率。

解决效率问题的成本可能损坏钙钛矿的前景成为廉价而有效的替代硅或染料敏化太阳能电池。“解决稳定性问题的经济学材料体系可能会出门,“警告金刚砂。“直到稳定问题已经解决了,你不知道它要花你多少钱。”

举证责任

但不确定性钙钛矿效率提高一个更大的问题。如果有担忧这些值的准确性,负责确保他们在出版前验证吗?

根据金刚砂,认证实验室不能归咎于不试图让研究人员提供测试细胞。“我试图给研究小组没有借口。我不收取他们,”他说。“我愿意适应不稳定的设备除了在惰性气氛中进行测试。”

一些期刊,遗憾的是并不是所有的,坚持独立确认

即便如此,似乎有些团体仍然不提交测试细胞进行独立分析。一些领先的组织寻求独立验证,但不是全部,“绿色。这是特别明显的染料敏化太阳能电池效率超过13%已经声称在知名期刊,而11.9%是最好的独立消息来源的证实结果迄今报告。”

绿色继续解释认证”可能只涉及基本如果…具有里程碑意义的结果。他还质疑科学期刊的角色在这个过程。一些期刊,遗憾的是并不是所有的,包括一些最负盛名的,坚持独立的确认在这种情况下,”他说。的问题将会解决如果所有期刊及其裁判坚持独立确认的具有里程碑意义的结果。

不过看来,钙钛矿研究社区正试图直接解决这个问题本身,昂格尔和卷发的工作作为一个社区平台来解决这些问题。我们当然需要一个开放的讨论,目的是建立共同的标准设备认证涉及认证实验室,研究小组还科学期刊,”昂格尔说。

金刚砂,而不是讨论这些问题的同时还声称钙钛矿硅一样经济“一厢情愿”。但是,和昂格尔一样,他相信社区将解决效率问题。“我相信钙钛矿的团体想要做到这一点,他们正试图解决这些问题作为一个社区,”他说。“他们真的都想在同一个页面上。