室内光也能发电:新型钙钛矿太阳能元件或将让电池成为历史
这不是科幻,而是正在发生的电力革命:一种新型钙钛矿太阳能元件,能够在普通室内照明下把光转化为电力。随着物联网设备和家用电子产品数量的增加,未来的设备很可能不再需要频繁更换电池。研究显示,在类似办公室照明的光强下,该材料的能量转换效率可达37.6%;经过100天的使用,性能仍保留原始值的92%,远高于传统硅片的76%。
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室内光的潜力:为何钙钛矿在室内也能高效工作
传统的硅太阳能板在非直射光下性能迅速下降,而钙钛矿材料在室内散射光中的吸收与载流子运输能力更强。新型钙钛矿元件的光电转换效率在室内条件下仍保持显著优势,且相比传统面板高出至少六倍。
关键发现与主研团队:修复微观缺陷的路径
研究团队指出,材料微观结构中的缺陷会像陷阱一样捕获自由载流子,阻碍电流并降低寿命。通过引入铷氯化物(RbCl)以促进晶体生长的理想结构,并加入有机盐 DMOAI 与 PEACl,增强离子稳定性,提升材料耐久性。首席作者、Simina Hu博士表示:“我们使用不同的策略来修复微观损伤,让电荷能够自由移动。”
卓越性能与应用前景
新型元件在办公照明强度下的光电转换效率达到37.6%;经过100天的使用,性能仍保持原始值的92%,明显优于传统硅片的76%。此外,该技术的制造成本低,具备类似印刷的生产方式,具备大规模应用的潜力,尤其适用于物联网设备和日常电子产品。
迈向市场:挑战、机遇与未来
尽管前景广阔,规模化生产与全球市场推广仍面临挑战。行业专家认为,成本优势和可印刷性将帮助这项技术更快落地。需要在长期稳定性、环境耐久性和大规模制造方面进行验证。若成功,这项技术有望显著降低对替换电池的依赖,改变未来电子设备的电源格局。