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“愚人黄金”制备廉价高效太阳能电池

钜大LARGE  |  点击量:313次  |  2019年08月05日  

摘要
中国电池网 以黄铁矿为原料的太阳能电池造价低廉。黄铁矿的外观如同黄金,因此也被称为“愚人黄金”,这种从古罗马时代已被人熟知的金属欺骗了很多人,但现在研究人员发现,这种曾经“愚
以黄铁矿为原料的太阳能电池造价低廉。黄铁矿的外观如同黄金,因此也被称为“愚人黄金”,这种从古罗马时代已被人熟知的金属欺骗了很多人,但现在研究人员发现,这种曾经“愚

以黄铁矿为原料的太阳能电池造价低廉。黄铁矿的外观如同黄金,因此也被称为“愚人黄金”,这种从古罗马时代已被人熟知的金属欺骗了很多人,但现在研究人员发现,这种曾经“愚弄”了很多人的金属也有很实在的用途——制备廉价高效的太阳能电池。


美国俄勒冈大学的研究人员日前成功利用黄铁矿制成了一种全新的化合物,这种化合物能够大量吸收太阳能,有望应用于太阳能电池制造。与传统的太阳能电池制造材料不同,这种黄铁矿化合物无毒无害,易于获取且价格低廉,如果能够实现量产,将为太阳能发展开辟一条全新路径。研究人员已将这一成果发表在最新一期的《先进能源材料》上。


比起其他贵金属,黄铁矿本身价值不大,但近25年来,科学家始终认定这种普通金属具备的特殊优点一定有用武之地,或许未来再称之为“愚人黄金”将不再合适。


“我们很早就发现了黄铁矿能够很好地吸收太阳能,但在实际应用中始终不得其道。”俄勒冈大学化学系教授科兹勒说:“经过长时间的研究,我们发现将其制成一种特殊化合物能够很好发挥其特性,只是要将这些原材料制成太阳能电池还有一些工作要做,但这种材料的潜力毋庸置疑。”


在太阳能研发的早期阶段,黄铁矿就引起人们的兴趣。黄铁矿能够吸收大量的太阳能,且储量丰富,相较其他竞争材料,比如硅,优势明显,但它的致命缺点是无法有效地将太阳能转换成电能。早前科学家们不知道原因何在,但最新研究已经破解了这个难题。由于制造太阳能电池需要大量的热量,黄铁矿在这个过程中会分解并形成一些新的物质,这些物质会阻碍电力的产生。


在此基础上,俄勒冈大学的研究人员开始尝试用黄铁矿制成新的化合物,在保留黄铁矿特性的同时保证其不会因高温而分解。研究人员成功了,其中之一便是铁硫化硅。


“从自然界提取的各类元素中,铁大概是最廉价的,其次是硅,而硫几乎是免费的。”科兹勒说,“这些化合物稳定、安全,并且不会分解,目前看来,似乎没有什么可以阻止它成为新型太阳能材料。”
这个项目得到了美国政府的大力支持,美国能源部为其提供了300万美元的研发资金。目前研究人员正在与其合作的科罗拉多国家可再生能源实验室继续试验,试图寻找并制造出更加合适的新材料。“这种材料的好处在于,它储量丰富且成本低廉,最重要的是能够生产高效太阳能电池,这满足了太阳能大规模应用的所有条件。”科兹勒说。



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