研究人员在橡树岭国家实验室(ORNL)有了新发现!这一次,科学家们对钙钛矿感兴趣,这种矿物最初被认为是由钙、钛和氧组成的晶体,但现在指的是具有相同晶体结构的其他金属成分。近几年来,钙钛矿因其能将阳光转化为电能而广受欢迎。现在,ORNL的研究人员已经开发出用这种材料设计零件的新方法,包括增材制造。值得注意的是,他们正在研究如何将3D打印和钙钛矿结合起来,开发新一代太阳能电池。
得益于其不同的生产方法,该研究背后的团队相信,它可以制造出更高效、更耐用的光伏器件,有助于引领通向更清洁、更可靠的电源的道路。随着全球变暖的威胁在全世界变得越来越明显,这是一个重要的考虑因素。值得注意的是,该研究的合著者奥尔加·奥彻尼克娃谈到了使用增材制造的好处,他评论道:“我们可以使用3D打印来制造可穿戴设备,将它们放在汽车顶部,真正普及钙钛矿太阳能电池的使用。你可以把它们放在任何地方。”奥尔加·奥彻尼克娃认为,未来3D技术在这一领域发挥重要作用并不令人惊讶。
为什么是钙钛矿?
虽然3D打印近年来经常在ORNL使用,但问题是为什么要用AM和perovskites呢?如前所述,研究人员研究这种材料的主要原因之一是它的转换效率。目前,标准的多晶硅太阳能电池已经达到约23%的峰值转换效率,而钙钛矿似乎可以超过这一水平。虽然研究人员没有提到转换率可能是多少,但他们指出,研究表明,这种材料已经显示出了它们的潜力"未开发的光能资源."
此外,钙钛矿也是一种对研究人员有吸引力的材料,因为它的重量轻,柔韧性好,价格低廉。由于这些特性,有可能设计出可以覆盖任何类型表面的薄膜。在这种情况下,很明显,添加制造可以提供很大的好处,特别是由于它能够制造具有复杂几何形状的零件。
然而,目前,一些限制并不允许钙钛矿的充分民主化。与硅相比,这种矿物降解得更快,这使得它不太耐用。这是现在ORNL科学家面临的挑战。奥彻尼克娃总结道,“现在我们更好地理解了一些基础物理学,我们正在研究如何设计和改进这些材料,以增强它们的光伏效应。我们可以考虑下一个层面。”
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