重新唤醒世界上第一个用于室内光伏应用的太阳能电池

1883年报道了世界上第一个固态光伏电池，它由硒组成，最终导致了当今光伏电池的发展，尽管硒的宽带隙限制了阳光收集的应用。

在他们目前发表在《科学进展》上的作品中，严彬和中国化学、纳米技术和材料科学的一组研究人员重新审视了世界上最古老的光伏材料的概念，以描述其在室内光伏应用中的作用。该材料的吸收光谱与常用室内光源的发射光谱完美匹配。研究人员使用硒模块在室内光照下产生232.6μW的输出功率，为基于射频识别的定位标签供电。

光伏领域

1873年，电气工程师WilloughbySmith首先发现了硒的光电导性，此后CharlesFritts于1993年通过将硒夹在金属箔和薄金层之间构建了第一块固态太阳能电池。这些早期发现的较低的初步电能转换效率，引发了光伏领域的研究，并激发了1954年太阳能电池的出现，为现代光伏产业奠定了基础。

直到最近，科学家们才采用室内光伏技术将室内光转化为无线设备(例如传感器、执行器和通信设备)可用的电能。在这项工作中，Yan等人。展示了将硒用于室内光伏的独特优势，具有适当的宽带隙和内在的环境稳定性。该团队还开发了可产生232.6μW输出功率的硒模块，为基于射频识别的定位的物联网无线设备供电。

现在可以通过室内光伏(IPV)收集室内光来为“物联网”设备供电。这个概念是一个不断发展的研究领域，其中探索了各种技术，包括染料敏化太阳能电池和有机光伏电池以及卤化铅钙钛矿太阳能电池的功能。

室内光的设计通常是为了适应人眼的敏感度，因此在设计上它的元素不同于传统的室外光伏。当硒的现有特性与其无毒和优异的稳定性相结合时，Yan等人。认为该材料是室内光伏应用的理想选择。

优化实验以改善结果

研究团队采用玻璃/掺氟氧化锡与氧化钛/碲/硒和金的覆板配置来开发薄膜硒太阳能电池。在此过程中，他们使用环保的氧化钛形成缓冲层，并构建了无毒的硒基器件，以促进室内光应用。

在实验过程中，他们研究了标准单日光照下的硒太阳能电池，并测量了器件在1000Lux室内光下的室内光伏性能，采用普通LED光源模拟光照环境。结果还导致了碲层的优化，以促进室内光和阳光之间明显不同的光强度。

由于室内光的强度非常弱，室内光只能产生相对较少的载流子。因此，该团队改进了该设备以获得正向光电掺杂效应，以优化室内光照条件下的硒太阳能电池。严等。在硒/氧化钛界面处额外加入了碲，为表面钝化提供了牢固的结合。

设备的应用

这些设备可用于研究一系列室内照明条件，这些条件通常是为客厅、图书馆或明亮的超市等环境提供照明所需的。相对于功率转换效率和稳定性，硒电池优于市场主导的硅基电池，硅基电池目前是室内光伏的行业标准。

相比之下，硅基电池的功率转换效率仅低于10%，光稳定性相对较低。基于这些观察结果，该团队认为基于硒的设备是更具吸引力的替代候选者。他们还研究了硒设备为物联网无线设备供电的能力。

外表

通过这种方式，BinYan及其同事重新解释了硒，这是随着室内光伏设备的出现而现存最古老的光伏材料，因为它具有为室内光收集提供合适宽带隙的独特能力。该材料无毒，并具有内在的环境稳定性作为基本特征。

科学家们优化了材料成分，实现了15%的功率转换效率，适用于1000Lux室内硒电池照明。这一结果超过了商业硅电池的现有效率。即使在连续室内照明1000小时后，硒设备的性能也不会降低。

该研究的结果强调了将硒用于室内光伏发电的范围，并有可能为物联网设备提供动力，作为光伏发电中的一个有吸引力的元素。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！