研究人员开发出无铅双功能光电电池

一群来自香港科技大学欧洲杯线上买球(科大)研制出一种轻便、低成本、无毒(无铅)的光电池,具有双重功能。

由香港科技大学化学系助理教授Jonathan Eugene Halpert教授(中)领导的研究小组研制出一种廉价、轻量、无铅的光电池,该电池具有收集太阳能和在单一装置上储存能量的双重功能。图片来源:香港科技大学欧洲杯线上买球

开发的电池可以收集太阳能并将其存储在一个设备上,这样就可以在阳光下充电,而不是把设备插在墙上。

随着对可持续能源需求的不断增长,人们对太阳能和太阳能存储设备的兴趣大增。其中一种装置,光电池,可以在单一装置结构中产生和存储能量。

理论上,这种设计应该提高储能效率和密度,同时减少欧姆损耗,放松包装要求,并降低系统的重量,费用和体积。

然而在现实中,材料之间的界面差容易产生电荷传输问题。欧洲杯足球竞彩与连接外部电池的简单太阳能电池系统相比,这大大降低了效率。

由香港科技大学化学系助理教授乔纳森·尤金·哈尔佩特(Jonathan Eugene Halpert)带领的研究人员,通过拓宽钙钛矿一类材料的用途,在制造更有效的光电池方面取得了进展。钙钛矿目前用于太阳能电池,最近也用于电池。欧洲杯足球竞彩

该团队创造的钙钛矿卤化物作为光电极,可以在没有锂离子电池外部负载支持的光照下收集能量。

它与现有的同类产品形成对比,因为它不含铅,因此在空气中具有更大的稳定性,而且不含铅。在当前的研究中,研究人员用一种无毒元素铋(Bi)取代了铅,形成了一种强吸光的晶体材料。

锂离子电池的工作原理是允许电子在外部电路中工作时从高能态移动到低能态。光电池的原理与普通电池相似,不同之处在于它不需要供电或插到墙上充电,而可以在阳光下进行光电充电。

这种新型电池的活性材料是无铅钙钛矿,当保持在光线之下时,它吸收一个光子并产生一对电荷,称为电子和空穴。

研究人员在光照和黑暗条件下进行了计时安培实验,观察光产生的充电电流增加情况,第一次放电后光充电的光转换效率为0.428%。研究人员最终测试了各种材料,以提高性能和效率,促进了光电池在市场上的商业化。欧洲杯足球竞彩

目前,我们把所有的电器都插在墙上充电。随着光电池这一领域的进一步发展,我们可能在未来根本不需要把它们插进去。我们也许能够收集太阳能,并利用它来满足任何设备的电力需求,只要有适当的电力需求

Jonathan Eugene Halpert,香港科技大学化学系助理教授欧洲杯线上买球

我们的工作是在这一领域采取的初步步骤之一,当然,要实现更好的性能还需要许多改进,但我们有信心通过进一步改进,我们可以提高其稳定性和平均效率哈珀特教授补充道。

开发的光电池可以作为平板电脑或智能手机等设备的内置电池,甚至可以作为远程能源存储应用程序,这些光电池可以很容易地使用,因为它们是便携式和轻量级的。与包含太阳能电池和外部电池的系统相比,由于只需要电池部分,因此预计将有助于降低生产成本。

期刊引用:

特瓦芮,N。.(2021)六角形铯光充电无铅钙钛矿锂离子电池3.Bi29Nanosheets。纳米快报.doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01000。

来源:https://hkust.edu.hk/home

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