科技日报北京10月10日电 (实习记者张佳欣)日本国度资料科学探讨所开发了一个耐用的钙钛矿型太阳能电池,面积仅为1平方cm,能够在阳光下以超越20%的光电转换效能(即发电效能)延续发电1000若干小时。源于这类太阳能电池可行在大约100℃的温度下在塑料资料外表生产,因而这项技艺将能用于开发轻型、多功效的太阳能电池。
钙钛矿型太阳能电池被以为是下一代太阳能电池,具备宽广的利用前景,由于他们比惯例太阳能电池更简单制造,且本钱更低。然则,钙钛矿型太阳能电池也有缺点:当他们与水分子反映时很简单降解。实是声明,他们不容易实现既耐用又高效。
许多数钙钛矿型太阳能电池都有类似的发电体制。当钙钛矿层消化阳光时,会发生电子和空穴。接下来,这点电子和空穴区别迁转到相邻的电子传输层和空穴传输层,他们在此处流动以发生电流。为了同一时间提升钙钛矿型太阳能电池的效能和耐用性,这点层和他们之中的界面须要使电子和空穴能够更自由地经过,同一时间使界面不透水分子。
该探讨团队在电子传输层和钙钛矿层之中的界面中添加了含有疏水氟原子(5F-phz)的肼衍生物。这类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近,从而提升了太阳能电池的耐久性。该界面的运用还降低了钙钛矿层外表造成的结晶缺陷的数量,这是导致发电效能下调的一种原因。另外,该团队在空穴传输层和钙钛矿层之中的界面添加了一个膦酸衍生物(MeO-2PACz),第一大限制地降低了空穴传输层中缺陷的造成,从而提升了太阳能电池的发电效能。
这项探讨发表在最近的《领先进步燃料资料》上。往后,该团队还计划组建可集成到界面中的分子数据库,发展数据驱动的探讨,设置可改进界面特性的分子,开发更高效、更耐用的钙钛矿太阳能电池。
【总编辑圈点】
钙钛矿型太阳能电池是应用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光资料的电池。比较硅电池,他们的制造本钱更低,更可持续。棘手的难题在于,钙钛矿太阳能电池的稳固性不够,这制约了它的商业化。前一会儿,美国燃料部国度可再生燃料实验室的探讨人士建立了一个具备高效和高度稳固双重优点的钙钛矿太阳能电池,相干效果发表在《当然》上。看来,列国全在针对这一具备潜力的太阳能电池发展改良进级,以期把握住太阳能电池的未来。
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