北伊利諾伊大學和美國能源部(DOE)位于科羅拉多州戈爾登的美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員報告了一項潛在突破，該突破可能有助于加速用于太陽能電池板的極具前景的鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的商業(yè)化.

在10月28日與NatureSustainability雜志的簡短交流中，科學家們描述了一種具有成本效益的透明膠帶狀薄膜的開發(fā)，該薄膜可應(yīng)用于PSC并在太陽能電池損壞時捕獲99.9%的泄漏鉛。

據(jù)研究小組稱，這種工業(yè)級薄膜將有助于緩解健康和安全問題，同時不會影響鈣鈦礦太陽能電池的性能或操作。對鉛吸收膜的測試包括將損壞的電池浸入水中。

“我們的實用方法將潛在的鉛泄漏降低到比飲用水標準更安全的水平，”NIU化學教授徐濤說，他與NREL國家可再生能源實驗室的朱凱共同領(lǐng)導了這項研究。

“我們可以輕松地將我們的吸鉛材料應(yīng)用于目前用于在生產(chǎn)結(jié)束時封裝硅基太陽能電池的現(xiàn)成薄膜，因此不會破壞PSC的現(xiàn)有制造工藝，”徐補充說。“在PSC生產(chǎn)結(jié)束時，這些薄膜將被層壓到太陽能電池上。”

一類新興的太陽能電池，省電類別被認為是分在太陽能領(lǐng)域上升能量，因為它們的高功率轉(zhuǎn)換效率(超過25.5%)和低的制造成本。但PSC尚未大規(guī)模商業(yè)化，因為關(guān)鍵挑戰(zhàn)仍然存在，包括潛在的鉛毒性問題。

少量的水溶性鉛仍然是高效PSC光吸收層的重要組成部分，PSC必須能夠承受惡劣的天氣以實現(xiàn)商業(yè)可行性。受損電池的大量鉛泄漏會導致健康和安全問題。

為了解決這些問題，透明膠帶使用由標準太陽能乙烯醋酸乙烯酯(EVA)薄膜和鉛吸收材料預(yù)層壓層制成的鉛吸收劑。膠帶可以貼在制造的PSC的兩側(cè)，就像在硅基太陽能電池中使用的標準封裝工藝一樣。

在用于評估新技術(shù)耐久性的測試中，科學家們將薄膜封裝的PSC暴露在室外屋頂條件下三個月。然后使用剃須刀片和錘子損壞太陽能電池，然后將它們浸入水中7天。吸鉛帶表現(xiàn)出超過99.9%的鉛封存效率。

“鈣鈦礦太陽能電池對更可持續(xù)的未來寄予厚望，”徐說。“這項工作提供了一種方便且適用于行業(yè)的方法來減少含鉛PSC的潛在鉛泄漏，促進基于鈣鈦礦的光伏技術(shù)的未來商業(yè)化。”

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