钙钛矿太阳能电池水下测试展现独特性能

一项新的研究探索了半透明宽带隙钙钛矿太阳能电池在水下环境中的表现，取得了令人意外的效率结果。

挑战与方案：
传统认知认为钙钛矿材料对湿气敏感，不适合水下应用。然而，水下环境（特别是浅水区）的光谱特性（蓝绿光穿透性较好）理论上适合带隙较宽（2–2.3 eV）的光吸收材料，如特定配方的钙钛矿（例如带隙约2.3 eV的FaPbBr₃），这比常用于地面光伏的窄带隙硅材料（~1.1 eV）更具光谱匹配优势。为克服水分降解难题，研究人员采用了优化的工业兼容封装工艺保护电池核心。

实验与发现：
研究团队制备了1平方厘米的封装钙钛矿电池，并将其浸入水中不同深度进行测试：
* 浅水效应 (0.5 cm)：最显著的发现出现在极浅深度（0.5 cm）。与空气环境下的初始测试相比，电池的功率转换效率提升了约8%。分析表明，这主要归因于短路电流的增加。
* 原因分析：效率提升被认为源于两个关键因素：
 1. 水的抗反射效应：覆盖在电池表面的薄水层起到了天然的抗反射涂层作用，增加了光的有效入射。
 2. 水温较低：水下环境通常温度低于陆地，较低的工作温度有利于提升光伏电池的性能。
* 深度影响：随着水深增加至3 cm和6 cm，电池性能出现下降，这符合光在水中随深度衰减的规律。

意义与前景：
尽管在更深水域性能会衰减，但这项研究证明了经过适当封装的宽带隙钙钛矿电池在浅水环境下不仅可行，甚至能展现出超越其陆地基准的效率潜力。这为利用太阳能为浅水区域的低功耗设备（如环境监测传感器、小型物联网节点等）供电提供了新的可能性。研究人员通过模拟预测，此类电池未来或可为水下10米深处的设备供能。该结果挑战了钙钛矿不适用于潮湿环境的固有观念，拓展了其潜在应用场景。

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杭州驰飞是超声镀膜系统开发商和制造商，产品主要应用于燃料电池质子交换膜喷涂、薄膜太阳能电池、钙钛矿、微电子、半导体、 纳米新材料、玻璃镀膜、 生物医疗、纺织品等领域。

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