研究人员正在更近了一步实现高效钙钛矿太阳能电池

孜孜以求的理想材料研究人员是一个太阳能电池,将阳光转欧洲杯足球竞彩化为电能有效硅,但可以简单和廉价地制造丰富的材料。科学家们Helmholtz-Zentrum柏林已经来实现这一目标更近了一步。他们提高了垂直沉积过程解决方案由一个便宜的钙钛矿溶质在下面移动衬底。他们不仅发现所发挥的关键作用的溶剂使用,但他们也仔细看看老化和存储解决方案的属性。

晶体硅制成的太阳能电池仍占最大的份额屋顶安装和太阳能农场。但其他技术早已成为了——比如那些将阳光转换成电能通过使用极薄层太阳能电池材料沉积在衬底上。

钙钛矿的太阳能电池,伊娃昂格尔教授和她的团队在Helmholtz-Zentrum柏林(HZB)正在研究属于这个组。“这是迄今为止最好的太阳能电池,可以用一个2 d墨水”,研究人员解释说。”现在他们的效率接近这些晶体硅电池的。”

开发可扩展的方法

许多方法已经开发出来,用于制造小测试细胞在实验室里,他们可以学习和提高的地方。但工业规模的生产仍有很长的路要走。昂格尔知道从她自己的经验:“不幸的是,流程优化制造小表面积不能总是扩大。”换句话说:不是所有作品完美地在实验室里也一定经济在车间里工作。

“这就是为什么我们正在采取下一个步骤和开发可扩展的方法。这意味着我们的团队关注流程涂层更大的表面。“混合硅钙钛矿研究、集成和新技术(HySPRINT)创新实验室,基础设施HZB和行业之间的协作,团队专注于工业过程已经证明他们的重要性。

“我们这里有尝试与slot-die涂料”,她解释说。在这个过程中,“墨水”,随着钙钛矿薄液体溶液的前兆,溶剂和添加剂在贸易,从slit-shaped流喷嘴,瀑布像一个窗帘在玻璃衬底的表达低于后将成为太阳能电池。

应用程序后,开始结晶。半导体的超薄层钙钛矿结构生长,使材料组织其名称和太阳能电池的能力。

昂格尔和她的团队成员博士生今朝认为李和Janardan加尔博士已经发现,有机溶剂的确切数量称为二甲基亚砜(DMSO)材料墨水是这个过程的关键。

昂格尔作为添加剂使用它,因为它有一个神奇的墨水。“DMSO溶液诱发钙钛矿结晶核”,研究人员说。结晶核通常微小颗粒,帮助启动一个水晶,促进经济增长。”在x射线衍射实验贝茜二世,我们看到相当大油墨和没有添加DMSO”之间的区别,物理化学家解释道。

这才是最重要的

然而,随着她的团队已经发现在许多实验中,添加量在这里扮演一个决定性的作用。更多的DMSO有利于晶体生长,在一定程度上。如果超出这个,其他进程发挥作用和由此产生的微观结构降低太阳能电池的性能。

“这就像调味汤”,昂格尔说。“如果你添加太少,它仍然是淡而无味。如果添加太多,它也不会好吃。所以你需要添加适量最好。”

除了最优组合,HZB团队也彻底调查了老化过程,因此存储的油墨。“这是一个方面,到目前为止却没有得到足够关注”,昂格尔解释说。

“钙钛矿前体墨水的年龄会影响设备的性能。这是一个重要的因素,必须考虑在开发油墨和过程。”

来源:https://www.helmholtz-berlin.de/

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