威斯康星大学麦迪逊分校的化学家和他们的合作者已经创造了一种高效和持久的太阳能流电池，这种方法可以在一个装置中产生、存储和再传递来自太阳的可再生电力。

 

新装置是由硅太阳能电池结合先进的太阳能材料和优化设计的化学成分。由威斯康辛大学麦迪逊化学系宋进实验室制造的太阳能流电池，效率达到了20%的新纪录。这是目前使用的最商业化的硅太阳能电池，效率比之前的纪录保持者——同样由金实验室开发的太阳能流电池高出40%。

 

虽然太阳能流电池离商业化还有很长一段时间，但它有潜力为偏远地区的家庭照明、手机或其他基本用途提供可靠的发电和存储。它们结合了光伏电池将阳光转化为电能的优点和流动电池的优点，后者使用装有化学物质的容器，这些化学物质可以反应产生电能并由太阳能电池充电。

 

研究人员于7月13日在《自然材料》杂志上发表了他们的研究成果。威斯康辛大学麦迪逊分校的研究生李文杰是这项研究的第一作者。金实验室与来自新南威尔士大学、澳大利亚悉尼大学、犹他州立大学、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学和香港城市大学的研究人员合作。

 

由于太阳并不总是发光，储存太阳能对于实际的太阳能发电至关重要，尤其是在阳光充足的偏远和农村地区，比如美国的阳光带地区美国、澳大利亚、沙特阿拉伯和非洲。许多太阳能家庭系统使用铅酸或锂离子电池来存储电能。液流电池使用大罐的液体化学物质来存储能量，在更大的规模下可能更便宜，杏耀客服是与太阳能电池结合的理想存储选择。

 

金实验室已经花费数年时间研究和改进集成太阳能流电池系统。2018年，该公司开发了一种太阳能流电池，使用了三层高效但昂贵的太阳能材料，总效率达到14%。然而，腐蚀大大降低了设备的寿命。

 

在他们的最新报告中，研究人员转向了一种越来越受欢迎的光伏电池材料，卤化物钙钛矿。这些特殊材料的太阳能转换效率在十年内从百分之几急剧提高到百分之二十五以上。最近的研究表明，卤化物钙钛矿也可以通过从太阳获取更多的能量来提高传统硅太阳能电池的效率。

 

这种新型高效钙钛矿硅太阳能电池正在走向商业化。然而，硅仍然是制造稳定装置的关键，可以承受流体电池中的化学物质。

 

“我们设计太阳能电池的动机是将这两种材料结合在一起，这样我们就既高效又稳定，”李说。

 

澳大利亚的Anita Ho-Baillie教授和博士后研究员Jianghui Zheng制作了在硅表面附加保护层的钙钛矿硅太阳能电池。他们将太阳能电池运到威斯康星州进行测试。