澳洲研究发现,送上太空进行测试,然后质子辐射损坏的钙钛矿太阳能电池,只要经过热真空中退火,就能100%恢恢复始效率。
太空环境远比地球恶劣多了,宽温度波动和太阳辐射都会让太阳能电池受损,根据NASA先前的研究,钙钛矿太阳能电池是太空太阳能的潜力候选者之一。他们花10个月测试钙钛矿电池在国际空间站的表现,评估吸收剂对真空环境、极端温度、辐射和光压力源的抵抗力,发现钙钛矿太阳能10个月后还是“深黑色”。
钙钛矿太阳能也有制造成本低、转换效率高优势,这次澳洲雪梨大学团队,则展开能否修复钙钛矿太阳能的研究。
团队首先使用热变温导纳频谱(Thermal Admittance Spectroscopy)跟深能级瞬态谱仪(deep-level transient spectroscopy)来研究太空近地轨道上的高能质子辐射,以及热真空能否修复钙钛矿太阳能电池上的缺陷。
之前所有钙钛矿太阳能电池质子辐射研究都是在厚度超过1厘米、较重的电池基板上进行,团队考虑到功率重量比,采用0.175厘米超薄且辐射透明的蓝宝石基板,团队也在实验室模拟在太空环境会受到的质子辐射。
研究发现,可以加以设计钙钛矿电池的电洞传输材料(Hole Transport Material,HTM),来提高抗辐射性。化学分析指出,基于LiTFSI溶剂工程制备高效钙钛矿太阳能电池,质子辐射会让其中的氟扩散到光吸收层,导致电池逐渐退化,效率也会逐渐降低。
目前研究小组确定,不含Spiro-OMeTAD和LiTFSI的太阳能电池至少不会遭受氟扩散影响,并且质子辐射引起的分解也可以通过真空热处理来逆转。教授Anita Ho-Baillie表示,团队希望这项研究有助于开发太空应用的低成本轻型太阳能电池。
(首图来源:ARC Centre of Excellence in Exciton Science)
页面更新:2024-05-18
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