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中國科研團隊解鎖太陽能電池“長壽密碼” 助力全球綠色能源轉型

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2025-03-07 08:38 | 稿件來源:香港新聞網

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香港新聞網3月7日電 鈣鈦礦太陽能電池因其高效、低成本、輕量化等特點,被視為未來光伏技術的重要方向。然而,這類電池存在一個關鍵問題——穩定性較差,難以長期使用。3月7日,中國華東理工大學的一項研究成功破解了這一難題,相關成果已發表在國際頂級期刊《科學》(Science)。據悉,科研團隊成功找到延長鈣鈦礦太陽能電池壽命的關鍵方法,這項“命短”難題的破解,讓人類距離用上更便宜、更輕薄的太陽能板又近了一大步。

鈣鈦礦太陽能電池 央視新聞圖片

據央視新聞報道,鈣鈦礦太陽能電池被稱作“未來之光”,它不僅能像傳統矽電池一樣發電,還能做成薄如紙張、可彎曲的形態,甚至能貼在衣服或窗戶上使用。但多年來,這種電池有個致命弱點:在陽光下用不了多久就會“衰老”,使用壽命遠達不到實際應用要求。

研究團隊揭開了這個“短命”謎團。研究發現,鈣鈦礦材料在陽光照射下會像氣球一樣反復膨脹收縮,時間一長就會“內傷”破裂。這種材料遇光會膨脹超過1%,內部晶體相互擠壓產生破壞力,就像反復摺叠的紙最終會斷裂一樣。

科研人員想出了一個妙招——給材料穿“防彈衣”。他們用世界上最堅硬的材料之一石墨烯,加上特殊透明塑料,製成只有頭髮絲萬分之一的超薄保護層。實驗證明,這層“防護服”能讓材料抗壓能力翻倍,把膨脹幅度從0.31%降到0.08%,就像給易碎品加了抗震包裝。

中國科研團隊成功找到延長鈣鈦礦太陽能電池壽命的關鍵方法。央視新聞圖片

經過嚴格測試,裝上這種保護層的太陽能電池創下新紀錄:在模擬日常使用的強光高溫環境下,持續工作3670小時(約153天)後,仍能保持97%的發電效率。這是目前同類電池中最長的穩定工作時間,意味著實際應用成為可能。

這項突破不僅給出解決方案,更顛覆了科學界認知。過去十年,全球科學家主要從材料配方改良入手,而華東理工團隊首次發現“物理損傷”這個隱藏殺手,為後續研究打開新方向。相關專家表示,這項工作重新定義了提升穩定性的技術路徑。

研究團隊透露,該技術已開始與企業合作試驗。一旦量產,將帶來革命性變化:建築外牆的發電玻璃、可摺叠的戶外充電毯甚至給手機充電的太陽膜都可能成為現實。據估算,鈣鈦礦電池生產成本僅為矽電池的1/3,發電效率還有提升空間。

隨著穩定性瓶頸的突破,這項“實驗室裡的未來科技”正加速走向千家萬戶,為全球綠色能源轉型提供“中國方案”。(完)

【編輯:張麗欣】

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