超轻设计太阳能电池来驱动无人驾驶飞机

超薄的,灵活的,可伸缩的和轻量级“太阳能箔”已经从钙钛矿生产太阳能电池研究人员在奥地利,谁证明材料的实用程序使用太阳能微型飞机和飞艇。

太阳能的效率最大化机载设备,工程师希望尽可能轻、薄太阳能电池——例如,飞机的太阳能动力2,试图环球飞行只使用太阳能,使用130µm-thick硅太阳能电池。Organolead卤化物钙钛矿是有前途的光伏材料,因为直接带隙半导体,他们更有效地吸收光线,所以薄层是必要的。不幸的是,细胞钙钛矿环境条件下的稳定性是一个持续的问题,随着钙钛矿分解水的存在,金属电极和衰变产物攻击。沉重的封装保护钙钛矿可以增加细胞的成本和质量。

在他们的新设计马丁·卡尔滕布伦纳和他的同事约翰尼斯·开普勒大学林茨solution-processed 250 nm - 300 nm层CH₃NH₃PbI_法Cl_x钙钛矿之间的导电聚合物聚(ethylenedioxythiophene):聚(苯乙烯磺酸盐)和N, N ' -dimethyl-3 4 9日10-tetracarboxylic苝二酰亚胺在宠物衬托衬底,之前添加一个Cr的夹层₂O₃/ Cr和金属箔electron-selective电极,和限制与聚氨酯薄膜的设备。完成的太阳能电池,产生100%的收益率,12%效率尽管只有3µm厚和重达5.2 g m³。这个收益率power-to-mass比23 W g¹阳光下的太阳辐照度——光伏技术的记录。没有Cr₂O₃/ Cr夹层,水蒸气渗透钙钛矿导致碘化反应,腐蚀金属电极的生产几乎立即。金属层间的保护,然而,使细胞保持其效率约2天。

展示设计的潜在效用,科学家制造了一种太阳能模型飞机和顽固,和一片树叶骨架连接太阳能电池。在未来,他们认为,他们的设计可以找到应用程序在机器昆虫和无人机,其灵活性和拉伸性bio-electronics可能是有用的。

Michael Gratzel瑞士洛桑联邦理工学院的赞扬了作为一个很好的贡献,虽然他指出PbI,钙钛矿的分解产物之一,是有毒和致癌。“可以密封的玻璃嵌板,但塑料很容易穿,”他说。亨利·史牛津大学的同意,封装是关键:“我认为下一步是尝试真正的屏障层,使持续很长时间的东西像5年或10年,但仍然没有那重得多。