導讀:英國科學家利用基於羥基磷灰石奈米顆粒的介孔支架——與氧化鈦奈米顆粒混合——創造了一種防止過氧化物太陽能電池漏鉛的機制。他們宣稱該方法可以捕獲洩漏中的鉛離子,同時還可以提高電池效率。
在全世界研究人員競相開發無鉛過氧化物太陽能電池之際,曼徹斯特大學的科學家們基於一種防止潛在鉛洩漏的新技術,開發出了一種過氧化物太陽能電池。
科學家們在電池中嵌入了一種能夠捕獲鉛離子的“故障保護裝置”。該裝置由羥基磷灰石製成,它是一種天然存在的鈣磷灰石礦物形式,在形態和成分上與人類的硬組織相似。例如,這種生物啟發礦物是人類骨骼的主要成分。
該太陽能電池的功率轉換效率為20.98%,由基於羥基磷灰石奈米顆粒與氧化
鈦奈米顆粒混合的混合介孔支架製成。這些腳手架的設計目的是透過離子封存來限制有意破碎的過氧化物太陽能電池釋放在水中的鉛濃度。
研究員Brian Saunders說:“我們著手進行這項研究,因為我們致力於消除一種環境風險。這一承諾的結果是提高了過氧化物太陽能電池的可持續性和效率。”
研究人員稱加入羥基磷灰石後,該電池的效率提高了約3%。他們在 Bioinspired scaffolds that sequester lead ions in physically damaged high efficiency perovskite solar cells中對該電池進行了描述,該論文最近發表在Chemical Communications上。
美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家去年也開發了類似的技術。他們使用一種吸鉛材料在過氧化物太陽能電池堆的前部和後部進行塗覆。研究人員稱,當電池受損時,這些薄膜能捕獲96%的鉛洩漏。
美國普渡大學的科學家最近也推出了新型有機—無機混合型過氧化物材料。他們表示,這種材料可以提高不含鉛的過氧化物電池的熱穩定性。此外,韓國蔚山國立科學技術研究院的研究人員近日宣稱,他們已經發現了一種錫基過氧化物,這可能為無鉛過氧化物在太陽能電池中的應用提供了可能性。