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Adv. Energy Mater. (IF 29.368):水電解電池驗證太陽能製氫達 12.3% 效率

可調制的AM1.5G標準太陽光輸出,全自動變光強太陽光模擬器,鈣鈦礦太陽能電池 IV 測量分析

  國際能源期刊 Advanced Energy Materials(Impact Factor 29.368) 報導,為了證明太陽能製氫的實際效率,科學家使用鈣鈦礦-有機串聯太陽能電池為水電解電池提供電力。這裡使用的NiFe/碳納米管作為析氧催化劑(OEC)電解槽,並使用商業化的20% Pt/C作為析氫催化劑(HEC)。將 OEC 和 HEC 塗覆在 3D 多孔泡沫鎳上以達到更高的表面和更高的效率。

  由 NiFe/碳納米管和 Pt/C 組成的雙電極配置的水分解電解槽表現出優異的性能。通過施加 1.5 V 的偏壓(相對於對電極,圖 c)達到 10 mA cm-2。光焱科技太陽光模擬器用於驅動串聯太陽能電池。

  疊層太陽能電池的驅動對於光源的光譜十分敏感。使用模擬光源與 AM1.5G 太陽光譜不夠匹配,則疊層太陽能電池無法有最高的發電效率以驅動水解電池。SS-F太陽光模擬器(最新一代為 SS-X模擬器)具有 A+級光譜(IEC 60904-9:2020),十分接近 AM1.5G 太陽光譜,可以使疊層太陽能電池有最佳的發電效率。其產生的電力使水分解電池的 J-V 曲線交點在 1.5 V 時,其電流密度為 10 mA cm-2(圖 c),表明太陽能到氫氣的效率為 12.3%。

Solar Simulator AM1.5G J-V curve 1.5V Solar-to-hydrogen 12.30% Efficiency

  SS-F 具備可程控的 Shutter 可以調制(chopping)產生自帶頻率的 AM1.5G 的標準光源輸出。水分解電池的性能在 SS-F5 調制 AM 1.5G 照明下得到進一步表徵,結果如圖 d 所示。

Solar Simulator AM1.5G Chopping Current Density
Solar Simulator J-V curve of OEC and HEC

  a) 使用 NiFe/碳納米管電解槽的 OEC 的 J-V 曲線。

  b) 使用商用 20% Pt/C 電解槽的 HEC 的 J-V 曲線。

  c) 串聯太陽能電池在模擬 AM 1.5G 照明下的 J-V 曲線和用於水分解的雙電極系統中的 NiFe LDH 電極。

  d) 調制AM 1.5G光照下水分解裝置的電流密度-時間曲線。

SS-X 系列太陽光模擬器搭配IVS-KA6000 鈣鈦礦 IV 測量和分析軟體

  所有 SS-X 系列太陽光模擬器都可以通過 IVS-KA6000 軟體進行控制,該軟體是最強大的 IV 測量軟體,可用於準確的 PV 表徵。不僅是光閘,輸出光輻照度也可以通過 IVS-KA6000 IV軟體進行操控,幫助用戶輕鬆完成不同光強下複雜的IV測試或Sun- Voc測試。最新版本的IVS-KA6000鈣鈦礦太陽能電池 IV 測量和分析軟體,新增電流監控配合Shutter週期控制的測量功能目前開放下載更新,歡迎IVS-KA6000的用戶下載。更多關於IVS-KA6000的功能介紹,請點選連結瞭解:IVS-KA6000鈣鈦礦太陽能電池 IV 測量和分析軟體

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