伦敦玛丽女王大学开发钙钛矿材料新生产工艺 提高太阳能电池效率

  盖世汽车讯 据外媒报道,伦敦玛丽女王大学(Queen Mary University of London)的研究人员开发了一种新工艺抖客网,以生产稳定的钙钛矿材料,制造更高效的太阳能(000591)电池。

伦敦玛丽女王大学开发钙钛矿材料新生产工艺 提高太阳能电池效率

    (图片来源:伦敦玛丽女王大学)

  在太阳能电池中,晶体硅是应用最广泛的材料。然而,由金属卤化物钙钛矿材料制成的钙钛矿太阳能电池,可能成本更低、更高效。现在,钙钛矿型太阳能电池在效率方面,可与更成熟的硅基太阳能电池相媲美。关键挑战在于,这种电池存在化学不稳定性。钙钛矿材料对水分、氧气甚至光线都非常敏感,在空气中会迅速降解。

  甲脒钙钛矿(formamidinium perovskite)材料有助于解决这一问题。这种钙钛矿材料具有纯净的黑色晶体结构,即FAPbI3,比其他许多钙钛矿在化学上更稳定。在太阳能电池中,与现有钙钛矿材料相比,其光学特性也更适合高效吸收光线和发电。然而,制造这种黑色的稳定材料并不容易,往往会形成不适合太阳能电池的黄色相。

  在此项研究中,研究人员提出一种制造FAPbI3的新工艺。制造FAPbI3的挑战之一在于,高温(150℃)会导致材料中的晶体拉伸变紧,从而促进形成黄色相。以往的报告中额外使用少量化学物质,以在这些条件下帮助形成FAPbI3。然而,在大规模制造太阳能电池时,很难控制这些添加剂的均匀性和数量,而且加入这些添加剂所产生的长期影响尚不清楚。

  此项研究中提出的新方法是,在更低的温度下(100℃),将FAPbI3薄膜暴露在含混合溶剂的气溶胶中。研究人员发现,只需一分钟,就可以形成非常稳定的黑色相FAPbI3。相比之下,其他方法大约需要20分钟。另外,降低温度有助于使材料中的晶体“放松”。研究人员表示,比起其他常用的基于甲铵的混合钙钛矿,采用纯甲脒钙钛矿,有望生产出更高效、更稳定的钙钛矿太阳能电池。该工艺易于扩大规模,这对其商业化具有重要意义。

  这项研究展示了一种新的、更有效的方法,可以制造纯净和稳定的黑色甲脒钙钛矿FAPbI3。这种工艺采用“倒置”钙钛矿太阳能电池结构,并且退火温度较低,因此非常适合在塑料上制造柔性太阳能电池,有望获得广泛应用,例如服装和汽车。

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内容摘要:盖世汽车讯 据外媒报道,伦敦玛丽女王大学(Queen Mary University of London)的研究人员开发了一种新工艺,以生产稳定的钙钛矿材料,制造更高效的太阳能(000591)电池。 (图片来源:伦敦玛丽女王大 ...
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