钜大LARGE | 点击量：606次 | 2021年12月16日
将钒氧化还原液流电池与太阳能电池结合起来能获得意想不到的结果
来自西班牙IREC加泰罗尼亚能源研究所和芬兰阿尔托大学的科学家已经将钒氧化还原液流电池（VRFB）与基于铜，铟，镓和硒（CIGS）技术的小型太阳能模块组合在一个器件中，以达到利用其高能量密度的目的。
研究人员表示，VRFB的高压对光伏器件的集成提出了挑战，因为前者不断增加电池的充电状态，而光伏器件必须正确匹配存储系统的能量需求。
他们说：“综合系统需要解决的主要挑战是考虑到后者固有的电位漂移，将PV最大功率点与氧化还原液流电池相匹配。”
他们将来自美国CIGSspecialistSoloPower的迷你面板作为嵌入式光电电极与电池集成在一起，无需额外的电力电子设备。将CIGS箔切成5.1cm2至5.3cm2的小电池，研究小组用它们制作了三电池和四电池光伏模块，分别称为“3CM”和“4CM”。面板具有不同的开路电位和电流密度。
研究人员说：“3CM和4CM的最终几何面积分别为16和20.4cm2。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
光辅助充电/放电测试在合适的电化学电池中进行。CIGS模块通过耦合在电池的负极，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）窗口和石墨集电器之间进行集成。将参比电极插入电池的负极。
科学家用PEC-L01太阳模拟器照亮面板。由PV系统产生的光电流和电池中的开路电位都遵循VMP3生物恒电位仪，其控制电压并测量所得电流。
学者声称，该测试表明，CIGS电池的开路电压为0.6V，短路电流为35mAcm2，效率为10.3%。
他们解释说：“像单片互连这样的替代互连策略可能会比目前工作中使用的贴扣方法带来更好的太阳能电池效率。”
根据研究小组的说法，迷你面板实现的开路电压值足够高，可以完成器件中的无偏光电。然而，电池电池电压的电位变化决定了光电流的降低。在4CM面板中，它达到了21%，但在3CM模块中达到了59%。这清楚地表明该系统的操作点不是最佳的，因此这可能会限制VRFB的光电荷。
具有四个串联电池的小型模块在1个太阳照明下实现了完全无偏光充电，导致77%的高能量，7.5%的太阳能电池充电效率和5.0%的总往返能量转换效率。据科学家们称，这些值超过了文献中报道的太阳能VRFB的所有值。
在两种不同电池配置下测试的三电池模块由于电池电压较低而完全依赖于电池的开路电位和较低的功率性能。
“我们首次通过定制商用薄膜光伏电池展示了这种储能系统的巨大潜力，这可能为基于更简单配置的太阳能电池的未来发展开辟道路已有的技术。”科学家们总结道。
他们在最近发表在可持续能源与燃料杂志上的“适应Cu（in，Ga）Se2photovoltaics用于集成太阳能钒氧化还原流电池的完全无偏光电充电”中介绍了他们的电池原型。
