研究人员制造了新的高效钙钛矿太阳能电池

太阳能电池是通过使用阳光来产生可再生能量的优异工具,以诱导电流的电流。从20世纪80年代,他们已被利用到电力房屋,而且它们在多年来的生产成本和性能提高了。

(a)钙钛矿/钙钛矿串联太阳能电池原理图,(b)研究最好的钙钛矿/钙钛矿串联太阳能电池的电流-电压特性曲线。插图显示了顶部钙钛矿和底部钙钛矿的量子效率。图片来源:金泽大学。

使用硅制成的太阳能电池是最常见的,表现出高耐久性。即使经过25年的使用,它们也保留了其功能的80%以上。但是,转换成电力的电力 - 商业规模硅太阳能电池的效率或进入的阳光的数量目前仅为20%。

与化石燃料相比,太阳能电池的能量转换效率的优化将提高竞争力,并帮助改善它们作为可持续能源来源。

科学家积极集中在硅:钙钛矿材料的替代品,以提高太阳能电池的效率。欧洲杯足球竞彩基于这些材料设计的太阳能电池应满足一些要求,如能够在巨额规模上制造和减少欧洲杯足球竞彩反射 - 这是浪费光。

在最近的一项研究中纳米微型字母杂志,科学家们金泽大学在钙钛矿太阳能电池上形成一层紧凑、均匀、可重复使用的薄金属氧化物薄膜。

他们利用计算研究和实验室工作的混合来合理地评估其太阳能电池设计的性能。

我们使用喷雾热解,以将二氧化钛的前接触层沉积到钙钛矿太阳能电池上。这种沉积技术在工业中是常见的大型应用程序

Shahiduzzaman博士,研究负责人和通讯作者,金泽大学

该团队通过假设标准阳光条件在确定前接触层的理想厚度时量化的能量转换效率为16.6%。如上所述,这与基于商用硅的太阳能电池不如那么好。

仍然,电磁模拟是一种鲁棒工具,用于通过改善某些参数来估计可能的能量转换效率限制。

计算结果表明,钙钛矿/钙钛矿串联太阳能电池通过多层前接触的能量转换效率可以超过30%。这接近硅基太阳能电池的理论效率极限

Shahiduzzaman博士,研究负责人和通讯作者,金泽大学

克服了额外的挑战。例如,应该清楚地证明,该团队开发的太阳能电池继续至少工作,至少只要基于硅的等同物。此外,Perovskite太阳能电池部分地依赖于铅,一种高毒性金属。

最好应该有一项回收装置的明确议定书,而不是简单和有害的处置。Shahiduzzaman希望这些技术难题可以通过集中研究来解决。

期刊参考:

医学博士,Shahiduzzaman。。(2021)喷雾热解2嵌入式多层前接触设计,用于高效钙钛矿太阳能电池。纳米微型字母Doi.org/10.1007/S40820-020-00559-2.

来源:https://www.kanazawa-u.ac.jp/e/

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