緩沖氣候變化的新策略是開發更便宜環保的太陽能電池

太陽能是傳統的不可再生能源的環保替代品。然而，當前的太陽能電池板要求使用有毒材料作為緩沖劑，這是不可持續的。為此，韓國的一個科學家團隊開發了一種新的環保替代品，稱為ZTO緩沖液，它可以克服這一限制。這項使太陽能電池板更具可持續性的新發展確實是最重要的。

氣候變化危機的迫在眉睫的挑戰是明確的，鑒于緊急情況，有必要加快可再生能源的過渡。近年來，太陽能已成為這項任務最有希望的候選人之一。現在，韓國仁川國立大學的科學家解釋了他們在該領域的最新貢獻。他們的發現發表在《納米能源》的一項新研究中，并于2020年8月10日在線發布(在2020年12月最終發行該出版物之前)。

太陽能電池板由光伏電池組成，暴露在光下的材料會產生激發的電子，換句話說：電流。現代的薄膜太陽能電池由微米級或亞微米級的光伏材料層組成，可以將它們集成到可用于各種基板的柔性輕質面板中。但是，此過程有一些限制。主持這項研究的金俊浩教授解釋說：“大多數薄膜太陽能電池包含有毒且昂貴的元素，這可能會阻礙太陽能電池應用的擴展。” 金教授和他的團隊正在使用自然豐富，環保的太陽能電池進行生產 易于提取且制造便宜的材料。

科學家們研究了由硅藻土組成的環保細胞，該硅藻土是一種天然礦物，可充當光子吸收劑。大多數Kesterite電池都使用由硫化鎘(CdS)制成的緩沖層來優化其性能。盡管其效率高，但與制造這些緩沖液相關的污染和鎘的毒性在生態友好型太陽能電池中并不是理想的特性。為了解決這個問題，研究人員研究了一種有前途的替代方法，稱為“ ZTO緩沖區”。為了進一步提高太陽能電池的效率，研究小組調整了吸收層(kesterite)和緩沖層(ZTO)之間電子的能級。這樣可以使兩層之間的電子更好地循環，從而提高電池的電壓和整體性能，功率轉換效率為11.22%。綜上所述，當前使用CdS緩沖液的Kesterite電池的最大效率為12.6%，這意味著擬議的電池表現出很高的效率。這項技術是第一個僅使用環保，豐富且廉價的材料來獲得如此高性能的技術。

這項研究的重要性只會隨著未來幾十年可再生能源份額的預期增長而增長。隨著對太陽能電池板需求的增長，以最環保，最便宜的方式采購其組件尤為重要。Kim博士及其團隊描述的技術使我們更接近了這一目標。研究團隊的發明愿景是可再生的未來。金教授在總結研究結果的潛在應用時總結道：“可以在建筑物和房屋的屋頂和墻壁上安裝環保型薄膜太陽能電池以在我們附近發電。它們也可以用于地面車輛中 (汽車，公共汽車和卡車)和海上運輸(船只和遠程船只)以部分支持電力。”