纳米粒子浆料研制成功!可最大限度提高钙钛矿太阳电池效率

  • 2021年09月26日
  • 作者: Selina Shi

    Selina Shi

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  • 翻译: Selina Shi

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ITMO大学物理和工程学院的研究人员研制出一种二氧化钛和共振硅纳米粒子浆料,配图不作参考

ITMO大学物理和工程学院的研究人员研制出一种二氧化钛和共振硅纳米粒子浆料,配图不作参考

为了最大限度的提高钙钛矿太阳电池效率。ITMO大学物理和工程学院的研究人员研制出一种二氧化钛和共振硅纳米粒子浆料。

这种浆料提升了钙钛矿太阳电池中的光电流电量,实现了效率的最大化。

研究人员表示,卤化物钙钛矿太阳电池的成本低,效率超过了25%,这让钙钛矿电池成为最有前景的设备之一。他们需要改进钙钛矿太阳电池的电荷收集能力或电荷生成层的光吸收性能。研究人员必须在钙钛矿电池中引入其他物质或二维结构,但这么做的价格高昂。

硅是自然界中最容易获取的元素之一,研究人员因此使用了米氏共振硅纳米粒子。他们利用胶体化学方法开发了一种硅纳米颗粒浆料,这种浆料可以准确控制钙钛矿太阳能电池内部的光散射。

ITMO物理和工程学院的一名副研究员Aleksandra Furasova表示:"我们已经改进了选择性收集钙钛矿电池中的电子所需的钛浆。在太阳能电池生产过程中,我们按选定浓度向电子传输浆料中添加共振纳米粒子。这样一来,制备过程就不会变得复杂,而且硅颗粒也很便宜,这非常有帮助。”

研究人员分析了纳米粒子的空间位置对光的传播方向的影响。他们改变了纳米粒子在浆料中的浓度,使所有入射光线都集中在钙钛矿上,这会影响光电转换效率和主要的光伏参数。

研究人员利用多物理计算方法确定了最佳纳米粒子浓度。他们研发了一种理想的浆料来创建电子传输层,这有助于实现钙钛矿太阳电池的最高效率。多物理计算方法使他们能够确定共振纳米粒子的大小和间距,这些粒子会影响结构光学和电物理特性。

ITMO物理和工程学院的教授Sergey Makarov表示:"在这个项目中,我们采用了旋涂法。液体沉积在平坦的基材上,这意味着我们会得到均匀的薄膜。其他方法也可以用来升级这项技术,由此产生的浆料是一种多用途产品,可用于生产其他种类的钙钛矿太阳能电池、光电探测器以及其他基于钙钛矿的光电设备。"

钙钛矿是一种相对较新的科学材料。今年早些时候,来自冲绳科技大学研究生院的研究人员证明,以不同的方式创造钙钛矿所需的原材料或是这些电池取得成功的关键所在。他们使用了一种更精确的粉末加工方法,合成了名为FAPbI3的钙钛矿晶体粉末。

Mercom早些时候曾报道称,布朗大学的一个研究小组设计出一种分子胶水,这种分子胶水可以保持电池内部的一个重要界面不出现衰减,从而提升钙钛矿太阳电池的长期可靠性。

(责任编辑:Selina Shi)

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