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浴日光能鈣鈦礦
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戶外測(cè)試確定了導(dǎo)致鈣鈦礦太陽(yáng)能電池退化的因素
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一個(gè)研究小組在西班牙和波蘭的戶外環(huán)境中進(jìn)行的測(cè)試表明,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的退化與氣候和使用條件的綜合影響之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性?茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),電池開(kāi)路運(yùn)行會(huì)加速退化,而在最大功率點(diǎn)和短路條件下運(yùn)行的影響則較小。 一個(gè)國(guó)際研究小組調(diào)查了西班牙和波蘭倒置鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在室外條件下的性能,并將結(jié)果與通過(guò)常用的加速老化協(xié)議獲得的結(jié)果進(jìn)行了比較。 他們工作的新穎之處在于將加速退化測(cè)試參數(shù)與現(xiàn)實(shí)世界的觀察結(jié)果相關(guān)聯(lián),以更準(zhǔn)確地識(shí)別導(dǎo)致鈣鈦礦光伏器件退化的因素。 “潛在投資者和行業(yè)利益相關(guān)者需要一個(gè)可靠的基準(zhǔn)來(lái)評(píng)估該技術(shù)的可行性和長(zhǎng)期潛力,”科學(xué)家們解釋道。“需要強(qiáng)調(diào)的是,目前沒(méi)有確鑿的證據(jù)表明,未能通過(guò)此類(lèi)加速測(cè)試可以直接預(yù)測(cè)器件在真實(shí)戶外條件下的使用壽命,光伏應(yīng)用的目標(biāo)通常是 20-25 年。” 該小組在兩處設(shè)施中測(cè)試了用聚異丁烯(PIB)封裝的倒置鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 173 天:一個(gè)位于西班牙馬德里,該區(qū)域?qū)儆谘谉岬南募镜刂泻夂颍涣硪粋(gè)位于波蘭格但斯克,其特點(diǎn)是炎熱的夏季潮濕大陸性氣候。 這些電池由玻璃和氧化銦錫(ITO)制成的基板、基于聚(三芳胺)(PTAA)的空穴傳輸層(HTL)、鈣鈦礦吸收層、電子傳輸層(ETL)依賴(lài)于苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)、浴銅堿(BCP)緩沖層和銀(Ag)金屬電極。 對(duì)于室外測(cè)試,科學(xué)家們遵循 ISOS-O-2 協(xié)議,在格但斯克每 60 分鐘進(jìn)行一次電流-電壓(J-V)測(cè)量,在馬德里每 10 分鐘進(jìn)行一次電流-電壓(J-V)測(cè)量。西班牙的電池安裝在太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)上,而波蘭的電池則安裝在固定結(jié)構(gòu)上。 分析顯示,在波蘭測(cè)試的電池與在西班牙測(cè)試的電池在長(zhǎng)期性能上存在很大差異,波蘭測(cè)試的電池在整個(gè)暴露期間保持相對(duì)穩(wěn)定的性能,而在西班牙測(cè)試的電池則持續(xù)下降。 他們指出:“器件行為的這種差異可能受到多種因素的影響,包括氣候條件、運(yùn)作模式、安裝配置和測(cè)量頻率,因?yàn)闇y(cè)試是在不同的設(shè)置下進(jìn)行的。 他們還發(fā)現(xiàn),影響電池性能的主要因素是吸收層降解、體缺陷和界面損失。在格但斯克進(jìn)行的進(jìn)一步分析表明,器件開(kāi)路運(yùn)行(Open-Circuit, OC) “強(qiáng)烈”加速退化,而發(fā)現(xiàn)最大功率點(diǎn)(Maximum Power Point, MPP)和短路(Short-Circuit, SC)的影響最小。 發(fā)現(xiàn)室外降解模式與通過(guò)光浸檢測(cè)到的降解模式相似,沒(méi)有報(bào)告“明顯”的提取相關(guān)問(wèn)題!斑@些發(fā)現(xiàn)凸顯了一致測(cè)量方法的必要性,因?yàn)樘?yáng)跟蹤、特定作條件和電流-電壓掃描頻率等因素會(huì)影響室外穩(wěn)定性評(píng)估! 該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《Solar Energy》。 |
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