仿生材料:光伏器件

发布时间:2017-09-30 | 【打印】 【关闭】
  【据materialstoday网站9月14日报导】美国科学家从昆虫的复眼中汲取灵感,设计出一种将微小太阳能电池组装在一起,用来开发更加高效的光伏器件的方法。 
  
  在这项研究中,斯坦福大学的一个团队通过观测微型透镜发现复眼是由圆顶状构成的。他们这项工作指明了一种制备高效光伏材料的方法。这种方法对于其他易碎的光伏材料,比如钙钛矿,将有效防止由温度和湿度暴露在外或机械应力等原因造成的材料性能恶化。    

  “钙钛矿材料是非常有前景的,这种低成本的材料,可以像传统的硅制太阳能电池一样,将太阳能有效地转化为电能。”Reinhold Dauskardt解释说,“问题是钙钛矿材料极不稳定且机械性能差。”他指出,用传统制备太阳能电池板的方法来制造钙钛矿材料的太阳能板几乎无法使用,更不用说在外部环境中长期耐用了。此外,他还指出,传统太阳能板可能是人们看到屋顶是平面而设计,如果对于比较脆的盐如钙钛矿,这些有望成为制作太阳能板的替换材料,则需要思考设计成二维的。 

  一个现象可能在自然界中被看到。“我们的灵感来自苍蝇的复眼,这种结构的眼睛是由许多小分段组成的。”Dauskardt解释道,“它有一个漂亮复杂的蜂巢形状。如果你失去一段,还会有数百段继续操作。虽然每个部分都非常脆弱,但它周围被脚手架墙一样的东西被保护。” 

  这个包括Brian WatsonAdam Printz的团队,已经制作了一个基于填充钙钛矿生存断裂试验以及与细胞复合太阳能电池类似的支架。这个支架太阳能转换效率的损失很小。在钙钛矿型微绝蜂窝每个细胞只有500微米左右。“这种支架是用廉价的环氧树脂制成的。”团队成员Nicholas Rolston说,“它对机械应力有弹性,因而对断裂更具抵抗力。” 

   除了断口测试外,研究团队还进行了85摄氏度和85%相对湿度下,维持六周的热应力测试。该装置在这样闷热的条件下,继续以相对高的效率发电。下一步研究目标是以改进光如何从支架分散到每个细胞的钙钛矿为重点。 

  信息来源:http://www.xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=70692