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改進型鈣鈦礦光電池可降低能量損失

科技日報發(fā)布時間:2021-04-23 09:45:51  作者:董映璧

  俄羅斯國立研究型技術(shù)大學(MISIS)科研人員使用氧化鎳納米粒子和結(jié)構(gòu)開發(fā)出一種新型光電池,可為物聯(lián)網(wǎng)無線設(shè)備、健身跟蹤器、智能手表和耳機提供能量。相關(guān)研究結(jié)果近日發(fā)表在國際期刊《太陽能材料及電池 》上。

  近年來,物聯(lián)網(wǎng)無線設(shè)備和傳感器市場發(fā)展迅速,而為這些設(shè)備提供能源的是低功耗和功率約為1微瓦的自主能源,微小的鈣鈦礦光電池是其中的一種解決方案,即使在室內(nèi)燈光下充電也能保證能量儲備。鈣鈦礦光電池的效率約為25%,與半導(dǎo)體相當,但更容易制造。而鈣鈦礦是一種礦物,具有假立方晶體結(jié)構(gòu)和一些獨特的特性,廣泛用于能源領(lǐng)域。

  鈣鈦礦光電池對光強度要求低,但它們有一些缺點——生產(chǎn)成本高、能量損失大和持續(xù)運行期間最大功率會降低。MISIS未來太陽能實驗室的科研人員使用氧化鎳納米粒子和結(jié)構(gòu),開發(fā)出一種新的平面光電池,簡化了生產(chǎn)技術(shù),降低了能量損失。

  未來太陽能實驗室研究員塔季揚娜·克瑪利切娃稱,平面光電池如同三明治,由轉(zhuǎn)移負電荷的半導(dǎo)體、鈣鈦礦和轉(zhuǎn)移正電荷的半導(dǎo)體三層組成,改換導(dǎo)體類型,使用氧化鎳轉(zhuǎn)移正電荷,在光照度為400勒克司(即標準室內(nèi)照明)時,其功率密度可達每平方厘米28.4微瓦,這是硅光電池功率密度的2.5倍。

  塔季揚娜·克瑪利切娃說,該功率不僅可以滿足為小型傳感器供電,也可以滿足為耳機或無線鍵盤供電,電池可在不影響性能的情況下輕松擴展到10倍以上。據(jù)悉,除了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,新電池還可用于智能銀行卡、遙控器、家用電器、電腦鼠標和鍵盤以及可穿戴電子產(chǎn)品。

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