【钛材料讯】近年来，过氧化物太阳能电池作为一种新型太阳能电池，它利用过氧化物的光电化学反应来转化太阳能为电能。相比传统的晶体硅太阳能电池，这种太阳能电池具有高效率、低成本、环保等优点，因此过氧化物材质正在迅速取代硅，但它有一个很大的缺点——缺乏耐久性。一种新的处理方法已被证明可以使过氧化物太阳能电池在使用1000小时后仍保持其99%的效率。

全新粘合剂可延长电池寿命至30年

  过氧化物暴露于元素中时往往会分解，这对于设计需要暴露于太阳下整天、每天、几十年的设备来说并不理想。科学家们往往通过添加笨重的分子、二维添加剂、头发制成的碳纳米点或量子点以及其他东西来实验加强它们。

  而有一个研究团队使用一种全新的粘合剂来保护过氧化物。这种粘合剂被称为BondLynx，它最初是由加拿大材料公司XlynX生产的，用于其他用途，之后才在太阳能电池上进行测试。

  过氧化物电池的耐久性为什么差呢？是因为材料中的有机成分被热和光激活，并可能逃逸，从而削弱过氧化物的作用并破坏太阳能电池中的其他材料。BondLynx这种交联剂，可与这些有机成分形成化学共价键，防止它们松动。

  研究小组使用BondLynx处理氧化物太阳能电池，然后将它们长期暴露在高热和阳光下，以观察它们与没有经过处理的太阳能电池相比的表现差异。

  这些太阳能电池开始时的效率为24%，在连续暴露于模拟阳光下1000小时后，几乎保持了99%的效率。相比之下，在相同的条件下，未经处理的太阳能电池在相同的时间范围内损失了其原始效率的35%。

  这些太阳能电池还被暴露在60°C（140°F）的恒定热量下600小时。经过BondLynx处理的电池在这段时间内成功保持了近98%的效率，而对照组则损失了27%。

  虽然测试只进行了几个月，但经过处理的太阳能电池几乎没有失去任何转化效率，这表明它们可以坚持更长时间。加上最近的另一种涂层，估计可以使过氧化物太阳能电池有30年的寿命。该研究发表在《焦耳》杂志上。

提高电池效率的“石墨烯装甲”

  韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）的工程师们还使用“石墨烯装甲”让过氧化物太阳能电池提高耐久。

  工程师团队将石墨烯铜网格嵌入聚酰亚胺（GCEP），制成一种全新材料薄膜，将其放置于金属电极和过氧化物之间。

  这层薄膜允许太阳光通过过氧化物，将能量转化为电子，然后通过GCEP传回金属电极，再传出去储存和使用。

  测试表明，新设计的能量转换效率几乎和普通太阳能电池一样，有“石墨烯装甲”保护的太阳能电池的功率转换效率为16.4%，而没有装甲的太阳能电池则为17.5%，并且它还能长时间保持这一效率，在1000小时后仍能保持97.5%以上的效率。

2027年，我国太阳能电池产量预计达到85,000万千瓦

  太阳能电池板的使用寿命由电池片、钢化玻璃、EVA、TPT等、材质决定，一般会用好一点的材料做出来的电池板使用寿命可以达到25年。但因受环境影响，太阳能电池板的材料会随着时间的变化而老化。一般情况下用到20年功率会衰减30%，用到25年功率会衰减70%。

  这两项技术的突破弥补了过氧化物太阳能电池的弱点，将加速过氧化物太阳能电池的商业化步伐，可能会威胁到硅太阳能电池的地位。特别是单晶硅太阳能电池，它的光电转换效率为18%左右，最高的达到24%，虽然它是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但其制作成本较高，相比之下，过氧化物太阳能电池几乎是完美替代品。

  目前，全球太阳能电池第一大技术来源国为中国，我国太阳能电池专利申请量占全球太阳能电池专利总申请量的42.31%；其次是日本，日本太阳能电池专利申请量占全球太阳能电池专利总申请量的20.70%。韩国和美国分别排名第三和第四，占比也均超过10%。

  预计到2027年，我国太阳能电池产量将达到85,000万千瓦，年复合增速约30%。在之后的几年，我国太阳能电池行业虽然将受国家补贴下滑的负面影响，但由于整体绿色能源市场需求潜力巨大，因此太阳能电池需求仍将快速增长，过氧化物太阳能电池潜力十足。