香港研发有机框架钙钛矿太阳能电池 效率高达22.02%

  • 2020年09月27日
  • 作者: 科学家

    科学家

    科学家,香港城市大学

    香港城市大学

在加速测试条件下,这种电池可以保持其初始效率的90%以上

在加速测试条件下,这种电池可以保持其初始效率的90%以上

香港集团用一个以硫醇基团为主要功能的二维结构取代了易受低电荷载体迁移率影响的三维金属有机框架。

香港集团用一个以硫醇基团为主要功能的二维结构取代了易受低电荷载体迁移率影响的三维金属有机框架。

香港城市大学的科学家开发了一种基于2D共轭金属有机框架的钙钛矿太阳能电池,该框架在钙钛矿和阴极之间的界面起着电子提取层的作用。

香港城市大学的研究人员声称已开发出一种更稳定,更高效的全无机钙钛矿太阳能电池,经认证的效率为15.6%。据科学家称,该设备被开发人员声称击中了未经认证的16.1%,是迄今为止开发出的最高效的全无机钙钛矿倒置电池。

研究人员声称,他们的设备是第一个钙钛矿电池,提供良好的长期稳定性和高功率转换效率的同时,他们还表示,它还提供减少铅泄漏。

城市大学小组说,金属有机骨架(MOF)材料以前已经在钙钛矿的研究中使用,但重点是使用它们钝化钙钛矿本身的缺陷。

香港集团用一个以硫醇基团为主要功能的二维结构取代了易受低电荷载体迁移率影响的三维金属有机框架。这些基团由一个硫原子和两个孤对组成,与氢结合,这种结构被用作界面修饰剂,以提高钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性。

在评论硫醇组时,城市大学的团队说:“它们拥有合适的能量水平,使它们成为电子提取层,电子最终被钙钛矿太阳能电池的电极收集。我们的分子工程MOFs具有多功能半导体的特性,可用于提高电荷提取效率。”

城市大学的太阳能电池效率为22.02%,填充系数为81.28%,开路电压为1.2 v。学者们表示:“转换效率和开路电压都是平面反向钙钛矿太阳能电池中最高的。”

据说,该设备在加速测试条件下,在85摄氏度下,在最大功率点跟踪1000小时,可以保持90%以上的初始效率。

科学家认为他们的电池比其他钙钛矿设备遭受的铅泄漏更少。研究表明,MOF用作PVSC(钙钛矿太阳能电池)装置的外层,可从降解的钙钛矿中捕获超过80%的泄漏铅离子,并形成不会污染土壤的水不溶性复合物。

来源:微锂电

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