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实现光伏发电连续1000小时以上,效率超过20%
2022年10月09日    新闻来源:中国化工网 okmart.com    |  投稿

NIMS开发了一种耐用的1-cm2钙钛矿太阳能电池,能够在阳光照射下以超过20%的光电转换效率(即发电效率)连续发电1000小时以上。因为这种太阳能电池可以在大约100的塑料材料表面制造掳C、 这项技术可用于开发轻型多功能太阳能电池。

太阳能电池一直是脱碳政策的重要组成部分,使其成为全球范围内深入研究的主题中国化工网okmart.com。钙钛矿太阳能电池是一种有潜力的下一代太阳能电池技术,因为与传统太阳能电池相比,钙钛矿电池更容易生产,成本更低。然而,钙钛矿太阳能电池也有缺点:当它们与水分子反应时,很容易降解,而且很难使它们既耐用又高效。

大多数钙钛矿太阳能电池具有类似的发电机制。当钙钛矿层吸收阳光时,它会产生电子和空穴。然后,这些电子和空穴分别迁移到相邻的电子传输层和空穴传输层,在那里它们流动产生电流。为了同时提高钙钛矿太阳能电池的效率和耐用性,这些层和它们之间的界面需要使电子和空穴能够更自由地穿过它们,同时使界面不透水分子。


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该研究小组向电子传输层和钙钛矿层之间的界面(由晶体结构FA0.84Cs0.12Rb0.04PbI3组成,可以简单地用ABX3表示,其中a=甲脒离子(FA+)、Cs+和Rb+的组合;B=Pb2+;X=I-)。

这种界面成功地阻止了穿透电子传输层的水分子与钙钛矿层接触,从而提高了太阳能电池的耐用性。这种界面的使用也减少了钙钛矿层表面形成的晶体缺陷的数量鈥攁 发电效率降低的原因。此外,该团队向空穴传输层和钙钛矿层之间的界面添加了膦酸衍生物(MeO-2PACz),从而最小化了空穴传输层中的缺陷形成,从而提高了太阳能电池的发电效率。

这项研究发表在《高级能源材料》杂志上。在未来的研究中,该团队计划通过创建可集成到界面中的分子数据库、进行数据驱动的研究和设计可用于改善界面特性的分子,来开发更高效、更耐用的钙钛矿太阳能电池。

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