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浴日光能钙钛矿
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[交流]
户外测试确定了导致钙钛矿太阳能电池退化的因素
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一个研究小组在西班牙和波兰的户外环境中进行的测试表明，钙钛矿太阳能电池的退化与气候和使用条件的综合影响之间存在很强的相关性。科学家们发现，电池开路运行会加速退化，而在最大功率点和短路条件下运行的影响则较小。 一个国际研究小组调查了西班牙和波兰倒置钙钛矿太阳能电池在室外条件下的性能，并将结果与通过常用的加速老化协议获得的结果进行了比较。 他们工作的新颖之处在于将加速退化测试参数与现实世界的观察结果相关联，以更准确地识别导致钙钛矿光伏器件退化的因素。 “潜在投资者和行业利益相关者需要一个可靠的基准来评估该技术的可行性和长期潜力，”科学家们解释道。“需要强调的是，目前没有确凿的证据表明，未能通过此类加速测试可以直接预测器件在真实户外条件下的使用寿命，光伏应用的目标通常是 20-25 年。” 该小组在两处设施中测试了用聚异丁烯（PIB）封装的倒置钙钛矿太阳能电池 173 天：一个位于西班牙马德里，该区域属于炎热的夏季地中海气候；另一个位于波兰格但斯克，其特点是炎热的夏季潮湿大陆性气候。 这些电池由玻璃和氧化铟锡（ITO）制成的基板、基于聚（三芳胺）（PTAA）的空穴传输层（HTL）、钙钛矿吸收层、电子传输层（ETL）依赖于苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）、浴铜碱（BCP）缓冲层和银（Ag）金属电极。 对于室外测试，科学家们遵循 ISOS-O-2 协议，在格但斯克每 60 分钟进行一次电流-电压（J-V）测量，在马德里每 10 分钟进行一次电流-电压（J-V）测量。西班牙的电池安装在太阳能跟踪系统上，而波兰的电池则安装在固定结构上。 分析显示，在波兰测试的电池与在西班牙测试的电池在长期性能上存在很大差异，波兰测试的电池在整个暴露期间保持相对稳定的性能，而在西班牙测试的电池则持续下降。 他们指出：“器件行为的这种差异可能受到多种因素的影响，包括气候条件、运作模式、安装配置和测量频率，因为测试是在不同的设置下进行的。 他们还发现，影响电池性能的主要因素是吸收层降解、体缺陷和界面损失。在格但斯克进行的进一步分析表明，器件开路运行（Open-Circuit, OC） “强烈”加速退化，而发现最大功率点（Maximum Power Point, MPP）和短路（Short-Circuit, SC）的影响最小。 发现室外降解模式与通过光浸检测到的降解模式相似，没有报告“明显”的提取相关问题。“这些发现凸显了一致测量方法的必要性，因为太阳跟踪、特定作条件和电流-电压扫描频率等因素会影响室外稳定性评估。” 该发现发表在《Solar Energy》。 |
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