国际新能源快讯

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1、绘制”太阳能电池的新工艺

【美国国家可再生能源实验室网站10月4日撰文】David Moore采用的是我们每个人都能够在商店里买到的、成本不足一块钱的画笔。他戴着紫色手套，稳稳地将黄色液体涂在一块特制的玻璃上，大小与半美元硬币相当。就这样，钙钛矿太阳能电池诞生了。

据美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)资深科学家Joseph Berry称，没有其他技术可以做到这一点。Berry是实验室钙钛矿和混合太阳能电池团队的领导者，他查看了连接在Moore新的太阳能电池上的电压表，发现有电流通过。他再次强调说：“绝无可以与之媲美的技术。”

Moore是NRREL的一名研究员，正在研究用于钙钛矿油墨研发的快干溶剂，这是钙钛矿技术实现商业化的捷径。这项创新技术可以取代在实验室中制造钙钛矿太阳能电池的最常用方法：将一些必要的化学物质沉积到玻璃基板上，然后旋转使液体覆盖在上面，随后在热板上加热，等待几分钟直到变干为止。

太阳能行业中的主导技术——硅，需要将化学物质加热到熔点，而且这仅是该过程的开始。然而，由钙钛矿（指材料的晶体结构）制成的太阳能电池有望实现低成本高效率的目标。

但是在实验室中运行良好并不意味着能够轻易实现商业化。普通钙钛矿工艺中的旋转过程会甩掉大部分液体，因此需要进一步改良。因此，NREL的研究人员转而提出了卷对卷处理工艺。报纸可以通过大规模印刷工艺在一天内快速印刷数十万份，同理钙钛矿印刷也可以应用于柔性玻璃。然而，要完成这一壮举，需要配方正确的墨水。

1月中旬，Moore在能源部副部长Mark Menezes访问NREL期间将他的画笔交给了他。摩尔回忆说：“我们确实在做科学实验，而非示范。我们当时根本不知道结果会是什么样的。”

Menezes确实复制了Moore的成功，他的太阳能电池能够生产大约100毫伏的电能。从那以后，生产过程的改进使这个数字达到了650毫伏，这是能源部长 Rick Perry在八月中旬参观国家可再生能源实验室期间，有机会亲自尝试绘制钙钛矿太阳能电池时所获得的电量。

2、新型玛士撒拉分子液流电池

【光谱网站7月23日撰文】哈佛大学的科学家称，使用所谓玛士撒拉分子的新液体电池可以为电网提供持久且负担得起的可再生能源储存技术。

太阳能和风能是清洁能源，但它们提供电能时具有间歇性。因此，公用事业单位需要大量的可充电电池场，用于存储从这些可再生能源中获得的剩余能量，以便在太阳不发光且风不吹的情况下使用。

其中一种可能的解决方案就是使用液体储存和释放能量的液流电池。这些装置用一组液体电解质代替传统电池的两个固体电极。这些液体被放置于在单独的罐中，随后流入电池组，进而液体之间会在多孔膜周围发生化学反应，给电池充电或放电。

钒基液流电池的商业化发展时间最长，但该元件的高成本和稀缺性使其广泛采用的潜力有限。因此，研究人员正在研究成本更低的有机分子液流电池。

迄今为止生产的有机液流电池的缺点是，它们的有机分子快速分解的倾向。这种短暂的寿命使它们在很大程度上不适合商业化。

哈佛大学的研究小组在7月23日的《Joule》期刊上详细介绍了其研究结果。该小组从醌类有机分子2,6-DHAQ开始研究。醌是丰富的、天然存在的化合物，也是光合作用和呼吸作用等生物过程的关键。在100次放电和充电循环过程后，他们用2,6-DHAQ制造的液流电池仅损失了10%的容量。

该研究的共同作者、哈佛化学家Roy Gordon说：“科学家随后对这种醌类进行了性质的改变，目的是使它免受不必要的分解反应”。用这种名为2,6-DBEAQ的新分子制成的液流电池，每个循环的容量损失不到0.001%。他们根据圣经中最长寿的人物，将2,6-DBEAQ分子形象地命名为玛士撒拉分子。

研究人员还发现，使用2,6-DBEAQ制造的液流电池每天的容量损失不到0.01%，而且在一年内不到3%。这将使数万次循环的有效运行成为可能。

科学家们之前演示过有机液流电池寿命相对较长但电压较低。相比之下，新电池的电压超过1伏，研究人员称这一电压通常被认为是液流电池商业化的门槛。

Gordon说：“未来的研究将探讨什么化学反应会导致液流电池中的有机分子褪色，科学家们便可以重新设计我们的化学物质以避免这些反应。”

此外，研究人员还可以在这些有机分子中添加化合物，使其更易溶于溶剂，从而增加液流电池可以容纳的能量。

Gordon说：“我们可以考虑数百万种有机化合物，因此我相信可以找到能制造更好电池的种类。相比之下，传统的钒电池是由元素钒制成的，没有多少研究能够改进钒的性能。”