缓冲气候变化的新策略开发更便宜环保的太阳能电池
太阳能是传统的不可再生能源的环保替代品。然而，当前的太阳能电池板要求使用有毒材料作为缓冲剂，这是不可持续的。为此，韩国的一个科学家团队开发了一种新的环保替代品，称为ZTO缓冲液，它可以克服这一限制。这项使太阳能电池板更具可持续性的新发展确实是最重要的。
气候变化危机的迫在眉睫的挑战是明确的，鉴于紧急情况，有必要加快可再生能源的过渡。近年来，太阳能已成为这项任务最有希望的候选人之一。现在，韩国仁川国立大学的科学家解释了他们在该领域的最新贡献。他们的发现发表在《纳米能源》的一项新研究中，并于2020年8月10日在线发布(在2020年12月最终发行该出版物之前)。
太阳能电池板由光伏电池组成，暴露在光下的材料会产生激发的电子，换句话说：电流。现代的薄膜太阳能电池由微米级或亚微米级的光伏材料层组成，可以将它们集成到可用于各种基板的柔性轻质面板中。但是，此过程有一些限制。主持这项研究的金俊浩教授解释说：“大多数薄膜太阳能电池包含有毒且昂贵的元素，这可能会阻碍太阳能电池应用的扩展。” 金教授和他的团队正在使用自然丰富，环保的太阳能电池进行生产 易于提取且制造便宜的材料。
科学家们研究了由硅藻土组成的环保细胞，该硅藻土是一种天然矿物，可充当光子吸收剂。大多数Kesterite电池都使用由硫化镉(CdS)制成的缓冲层来优化其性能。尽管其效率高，但与制造这些缓冲液相关的污染和镉的毒性在生态友好型太阳能电池中并不是理想的特性。为了解决这个问题，研究人员研究了一种有前途的替代方法，称为“ ZTO缓冲区”。为了进一步提高太阳能电池的效率，研究小组调整了吸收层(kesterite)和缓冲层(ZTO)之间电子的能级。这样可以使两层之间的电子更好地循环，从而提高电池的电压和整体性能，功率转换效率为11.22%。综上所述，当前使用CdS缓冲液的Kesterite电池的最大效率为12.6%，这意味着拟议的电池表现出很高的效率。这项技术是第一个仅使用环保，丰富且廉价的材料来获得如此高性能的技术。
这项研究的重要性只会随着未来几十年可再生能源份额的预期增长而增长。随着对太阳能电池板需求的增长，以最环保，最便宜的方式采购其组件尤为重要。Kim博士及其团队描述的技术使我们更接近了这一目标。研究团队的发明愿景是可再生的未来。金教授在总结研究结果的潜在应用时总结道：“可以在建筑物和房屋的屋顶和墙壁上安装环保型薄膜太阳能电池以在我们附近发电。它们也可以用于地面车辆中 (汽车，公共汽车和卡车)和海上运输(船只和远程船只)以部分支持电力。”
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