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新太阳能电池材料老化试验存在严重缺陷

2019-04-10 18:32:00来源:

阿尔托大学的研究人员发现,对新型太阳能电池进行的稳定性测试只有一小部分符合要求。测试缺乏通用标准,应该在现实条件下和几个单元组中完成。

钙钛矿和染料敏化太阳能电池已被建议作为目前市场上的硅太阳能电池的节能和成本有效的挑战者。到目前为止,挑战者细胞的发展主要集中在研究和提高其效率上。然而,为了使细胞在商业上可行,细胞需要具有足够的寿命,而不仅是有效的。

阿尔托大学的研究人员分析了对钙钛矿和染料敏化太阳能电池进行的261次老化测试。在结果如何报告以及如何实施测试方面都发现了主要缺点。

在大约一半的老化研究中,数据仅针对一个太阳能电池发布。研究学生Armi Tiihonen表示,只研究一个细胞不会产生足够的数据来可靠地比较不同材料的老化程度,即随着时间的推移而失去效率。

研究人员还发现了稳定性研究中的其他缺陷。只有三分之一的测试报告了可见光和紫外光的强度,湿度和温度。大多数测试--52% - 没有提到紫外线的强度。对于大多数类型的太阳能电池而言,紫外线是一个重要的应力因素,与纯可见光相比,可以缩短电池的寿命。

大约一半的老化测试仅在黑暗条件下进行。在户外仅进行了15次测试,并且使用包括连接在一起的几个电池的模块进行了三次测试。这违背了在使用它们的条件下测试电池的原理,这是商业化的要求。

研究领域需要更多的勇气和更密切的合作

未充分报告的测试条件降低了结果的可靠性并减缓了新太阳能电池技术的发展。阿尔托研究人员希望在该领域能够找到一种更大胆的方法,以便在细胞也将用于能源生产的实际条件下实施老化测试。

'该领域需要共同的标准。高质量,报告良好,标准化的测试将增强行业和投资者对这些技术的信心,“负责这项工作的Docent Kati Miettunen说。

研究人员已经编写了详细的清单,用于进行高质量的老化测试,以及如何考虑测试条件以及如何选择测试期间要进行的测量。

Tiihonen表示,提前评估需要多少细胞才能获得统计学上有效的结果,这一点非常重要。

该团队还建议组织一系列会议,为老龄化测试制定共同的指导方针和标准。这需要与该领域的其他参与者密切合作。例如,在硅电池研究中,标准由商业实体设定,而由诸如导电聚合物的材料制成的新有机太阳能电池的标准是研究小组的努力。

“我们的研究也是一个公开的讨论邀请。Tiihonen补充道,我们希望未来国际研究界的合作能够增加。