来自 趣事 2022-01-23 20:39 的文章

钙钛矿材料制造有效的太阳能电池有几个原因

  目前,钙钛矿太阳能电池在短时间内取得了长足的进步,但仍有改进的空间。工程师们现在已经在配方中添加了一层量子点,从而产生了更稳定的太阳能电池,效率接近创纪录的水平。

  钙钛矿材料制造有效的太阳能电池有几个原因。它们的薄膜能够有效地吸收可见光的整个光谱,而且制造成本低、重量轻、柔韧性好。

  但当然,这里有一个缺陷。钙钛矿型太阳能电池存在稳定性问题,在现实条件下可能会退化,而且其效率在较大范围内往往会下降。在过去的研究中,科学家曾试图通过添加大分子、旧颜料、2D添加剂或辣椒化合物来提高稳定性。

  在这项新研究中,EpFL和韩国能源研究所的研究人员测试了一种新成分 —— 量子点。这些微小的粒子在被照亮时会发出特定颜色的光,并开始在电视和太阳能电池等领域找到用途。

  基于此,研究小组使用一种氧化锡制成的量子点作为设备的电子传输层。这一层将钙钛矿产生的电子穿梭到电极中,这样能量就可以被利用。与通常的二氧化钛材料相比,这一层的量子点提高了设备捕获光的能力,同时也减少了两层之间有时会降低效率的影响。

  总而言之,研究小组发现,具有量子点层的钙钛矿太阳能电池的效率高达25.7% —— 仅比目前由0.08平方厘米的设备创造的钙钛矿纪录低0.1%。大型太阳能电池的效率也不错:该团队记录的1平方厘米(0.2平方英寸)电池的效率为23.3%,20平方厘米(3.1平方英寸2)的效率为21.7%,64平方厘米(9.9平方英寸2)的效率为20.6%。