科学家们已经提高了太阳能电池的稳定性和效率

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科学家们已经提高了太阳能电池的稳定性和效率 - 俄罗斯卫星通讯社
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莫斯科国立钢铁合金学院(“莫斯科国立钢铁合金学院”国立研究技术大学)的科学家与A.N. 弗鲁姆金物理化学和电化学研究所、以及Tor Vergata大学(意大利)的同事借助碘化铜中间层,达到了钙钛矿元素的较大稳定性和效率 - 这是太阳能电池有前景的基础 。

这些研究发表在"Materials"上.
钙钛矿材料是新出现的一类半导体,用于光电子学,被认为是太阳能电池生产中硅的有效替代品。科学家们决定改正它们的主要缺点 — 不稳定性。在此分子甲基胺 — 铅 — 碘-3(MAPbI₃)起着关键作用。
"莫斯科国立钢铁合金学院"国立研究技术大学有前景的太阳能实验室研究员达尼拉·萨拉宁解释到:"光活性MAPbI₃层在传输正电荷的传输层表面结晶(在我们的情况下是氧化镍,NiO)。众所周知,随着具有光活性MAPbI 3层的钙钛矿太阳能电池的恒定照射和后续加热,释放出游离碘和氢碘酸,损害钙钛矿层和NiO层之间的界面,形成许多缺陷 — 并且显著降低设备的稳定性和效率"。

为了消除这个问题,科学家们使用了额外的碘化铜层 — 钙钛矿和空穴传输NiO之间的半导体。达尼拉·萨拉宁指出:"这种材料在光的作用下没有如此迅速的降解,同时释放出类似于所用钙钛矿材料的碘化合物。此外,附加的p层使得可以改善正电荷的收集并显著降低光吸收和空穴传输层之间过渡处的缺陷密集度"。
正如科学家们自己解释的那样,依靠额外的有机层,稳定类似结构的钙钛矿元素和光活性层的成分并不是科学的新思路。然而,据他们所说,其他研究团队在合成中引入了昂贵且复杂的材料(有机金属化合物二茂铁的衍生物、低分子有机半导体)。

"莫斯科国立钢铁合金学院"国立研究技术大学的科学家跟同事们首先尝试使用碘化铜 — 更实惠且易于使用的无机材料。根据他们的观察,改善钙钛矿元素的结构使其工作稳定性平均提高了40%,效率提高到15.2%。

根据创作者的说法,成品元件的厚度小于1微米 — 比硅太阳能电池的厚度小十倍。

接下来科学家们打算创建类似的间层来稳定负电荷的转移,以及将技术扩展到宽幅模块的大小。

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