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無磁低溫18650 2200
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透明度達40%的非富勒烯太陽能電池 讓光伏窗戶不再"灰暗"

鉅大LARGE  |  點擊量:141次  |  2023年11月07日  

摘要
密歇根大學的一個研究小組開發了一種透明度為40%、效率約為10%的有機太陽能電池。這種非富勒烯電池是為光伏窗的應用而設想的,它是用聚合物PCE-10作為供體,和一種被稱為BT-CIC的近紅外(NIR)吸收的非富勒烯受體(NFA),以受體-供

密歇根大學的一個研究小組開發了一種透明度為40%、效率約為10%的有機太陽能電池。


這種非富勒烯電池是為光伏窗的應用而設想的,它是用聚合物PCE-10作為供體,和一種被稱為BT-CIC的近紅外(NIR)吸收的非富勒烯受體(NFA),以受體-供體-受體的變頻設計制造的。研究員YongxiLi說:非富勒烯受體引起非常高的效率,但含有弱鍵,在高能光子下容易解離,特別是陽光中常見的UV[紫外線]光子,他指出,這些光子影響設備的耐久性。


為了解決這個問題,研究小組需要防止紫外線光子照射到電池上,為此,他們在設備的正面放置了一個氧化鋅(ZnO)層??茖W家們解釋說:氧化鋅層(大約30納米)是從氧化鋅前體溶液中旋鑄到基片上的,然后在空氣中以150攝氏度的溫度退火30分鐘。


這一層能夠將太陽能產生的電子傳導到電極上,從而緩解了紫外線光子的問題,但同時,它影響了設備中使用的自組裝單層的性能,因此必須添加一層名為IC-SAM的碳基材料作為緩沖。此外,在電子和空穴傳輸層界面上應用了一層由被稱為C70的富勒烯材料制成的層??茖W家們解釋說:為了防止有機/無機界面隨時間發生化學和形態變化,緩沖層入到散裝異質體和電荷傳輸層之間,以提高接觸界面的穩定性,他們指出,該電池還被封裝在一個充滿超高純度氮氣的手套箱中。

便攜式激光蝕刻機
智能鋰電池,UART通訊

標稱電壓:21.8V
標稱容量:15mAh
電池尺寸:51×80×236mm
應用領域:便攜式激光設備、蝕刻機、打標機

在有機材料和外部緩沖器之間添加了材料層(IC-SAM和C70)的OPV的橫截面切片的透射電子顯微鏡(TEM)圖像。


該太陽能電池在55攝氏度下以AM1.5G的輻照強度進行了1900小時的測試,僅損失了6%的效率,美國小組表示,這表明該裝置在估計30年的使用壽命結束時仍可達到80%的效率。


該研究小組認為,如果有更高的透明度,電池效率可能會提高到15%,而且通過將所用材料制備成液體,該設備可能會進一步改進。我們的結果表明,基于NFA的太陽能電池除了具有高效率和潛在的低制造成本外,還有可能滿足市場對高可靠性的需求,他們總結道。


對該電池和制造方法的完整描述可以在發表在《自然通訊》上的論文《具有超過30年內在操作壽命的非富勒烯受體有機光伏》中找到。


這種透明的有機太陽能電池最初在2017年亮相,當時研究小組表示,所使用的材料需要適應紫外線和近紅外的波長,這些波長在設備中被處理成電力。高度透明的太陽能電池代表了新的太陽能應用的未來浪潮,研究員RichardLunt當時說。我們分析了它們的潛力,并表明通過只收集看不見的光,這些設備可以提供與屋頂太陽能類似的發電潛力,同時提供額外的功能,以提高建筑物、汽車和移動電子設備的效率。

無磁低溫18650 2200mAh
-40℃ 0.5C放電容量≥70%

充電溫度:0~45℃
放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃放電容量保持率:0.5C放電容量≥70%

該小組估計,美國有多達70億平方米的玻璃表面可以被這種材料覆蓋,有可能為美國提供40%的能源需求。


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