研究人员发现限制在太阳能电池效率的主要原因

材料部门的研究人员在加州大学圣芭芭拉大欧洲杯足球竞彩学的工程已经发现的一个主要原因限制在新一代的太阳能电池的效率。

各种可能的晶格缺陷被称为混合钙钛矿曾被认为是潜在原因的限制,但它是假定有机分子(组件负责“混合”绰号)将保持不变。尖端计算已经显示,缺少这些分子中氢原子可以引起巨大的效率损失。研究结果发表在一篇题为“减少氢空缺,使高效混合钙钛矿,”在4月29日的《华尔街日报》自然材料欧洲杯足球竞彩

卓越的光电混合钙钛矿的性能创造了大量的兴奋,鉴于其潜在推进太阳能电池技术。“混合”指的是嵌入有机分子的无机钙钛矿晶格,具有晶体结构类似于钙钛矿矿物质(钙钛氧化物)。材料表现欧洲杯足球竞彩出的能量转化效率与硅,但便宜得多。钙钛矿晶体晶格缺陷,然而,已知的形式创建不必要的能量耗散热量,这限制了效率。

许多研究小组一直在研究这些缺陷,其中UCSB的材料教授Chris Van de机器人瓦力,最近取得了突破,发现有害的缺陷在一个没人的地方了:在有机分子。欧洲杯足球竞彩

“Methylammonium碘化铅是典型的混合钙钛矿,”谢张解释说,该项目首席研究员。”我们发现它非常容易破坏的一个债券和删除一个氢原子methylammonium分子。由此产生的“氢空缺”然后充当一个水槽的电荷通过晶体后所产生的光落在太阳能电池。当这些指控被空置,他们可以不再做有用的工作,如充电电池或驱动电机,因此效率上的损失。”

这项研究是通过先进的计算机技术开发的Van de机器人瓦力。这种先进的计算提供详细信息的量子力学行为的电子材料。马克Turiansky高级研究生Van de机器人瓦力的团队曾参与研究,有助于建立复杂的方法将这些信息转化为量化值的电荷载子捕获率。

“我们的团队创造了强大的方法来确定哪些过程造成的效率损失,”Turiansky说,”,我们很高兴地看到一个重要的类的方法提供这样宝贵的见解的材料。”欧洲杯足球竞彩

“计算理论显微镜,让我们窥视的材料可以实现更高的分辨率比实验,”Van de机器人瓦力解释道。“他们也形成一个合理的材料设计的基础。欧洲杯足球竞彩通过试验和错误,人们已经发现,钙钛矿的methylammonium分子被formamidinium表现出更好的性能。我们现在能够属性这改进氢formamidinium复合缺陷形式更容易。

”这一观点提供了一个清晰的理由建立的经验智慧formamidinium实现高效太阳能电池至关重要,”他补充说。“基于这些基本观点,科学家们制造的材料可以开发策略来抑制有害的缺陷,增加额外的太阳能电池效率增强。”欧洲杯足球竞彩

资助这项研究的经费由美国能源部科学办公室和办公的基本能源科学。欧洲杯线上买球计算进行了国家能源研究科学计算中心。

来源:http://www.ucsb.edu/

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