您現(xiàn)在的位置是:首頁 >生活 > 2020-12-07 08:56:04 來源:
新材料加工步驟顯著提高了混合鈣鈦礦太陽能電池的運行穩(wěn)定性
長期以來,硅一直是太陽能電池的常規(guī)選擇材料,它將太陽能中的能量轉(zhuǎn)化為電能。然而,由于硅中的光吸收效率低,所以由硅制成的太陽能電池厚,重且剛性。而且,它們的制造復(fù)雜且昂貴。為了解決這些問題,科學(xué)家一直在嘗試尋找硅的替代品。
不到十年前,科學(xué)家開始研究具有特殊晶體結(jié)構(gòu)(鈣鈦礦)的有機-無機雜化材料。研究最多的雜化鈣鈦礦之一含有碘和鉛作為無機成分,以及由碳,氫和氮(甲基銨)組成的化合物作為有機成分。在過去的幾年中,這些鈣鈦礦結(jié)構(gòu)雜化化合物的效率猛增了約25%,超過了一些硅太陽能電池。除了其效率外,混合鈣鈦礦太陽能電池還具有吸引力,因為它們可以通過簡單,低成本的技術(shù)(例如噴涂)制造。但是雜化鈣鈦礦材料尚不能替代硅,主要是因為穩(wěn)定性問題。當它們不斷暴露于濕氣,光線和熱量下時,它們的性能會迅速下降-太陽能電池在自然環(huán)境中會經(jīng)歷的所有元素。
現(xiàn)在,由韓國光州科技學(xué)院(GIST)的Heejoo Kim和Kwanghee Lee教授領(lǐng)導(dǎo)的國際團隊開發(fā)了新的材料加工步驟,可以顯著提高混合鈣鈦礦太陽能電池的運行穩(wěn)定性。最近在《能源與環(huán)境科學(xué)》上在線發(fā)表的一篇論文中描述了它們的處理方法。
通常,通過將活性光吸收材料夾在頂部和底部金屬電觸點(電極)和有機半導(dǎo)體中間層之間,從而在溶液中制成薄膜器件,從而增強了流向觸點的電流。在這種情況下,在將最終電極放在頂部之前,GIST的科學(xué)家將設(shè)備置于真空中。在先前的實驗中,研究小組注意到,移除并重新沉積頂部電極和中間層可減少老化損耗,在照明開始時效率迅速降低。他們隨后證實,用于沉積電極的高真空環(huán)境促成了這種減少。在真空固化過程中,鈣鈦礦中出現(xiàn)松散的離子,并在頂層夾層處集中。在第二個處理步驟中