當地時間13日,《科學》雜志封面發布一項來自美國萊斯大學的研究成績,介紹了一種將甲脒碘基鈣鈦礦(FAPbI3)合成為超不亂、高品格光伏薄膜的想法。在85℃的溫度下,途經1000多個小時運行,FAPbI3太陽能電池的整體效率下降幅度不到3%。
研究人員表示,新想法實現了迄今最佳不亂功能,關鍵是在FAPbI3前驅體溶液中添加了一些二維(2D)鈣鈦礦。這些鈣鈦礦可作為模板,率領塊狀或3D鈣鈦礦的生長,為晶格結構提供額外的壓縮力和不亂性。
研究人員辯白道,鈣鈦礦晶體有兩種毀壞方式:化學上可毀壞組成晶體的分子;結構上可重新擺列分子以形成差異的晶體。在用于太陽能電池的各種晶體中,化學性質最不亂的往往結構最不不亂,反之亦然。FAPbI3屬于結構不不亂的那種。
固然2D鈣鈦礦在化學和結構上都比FAPbI3更不亂,但它們通常不太善于逮捕光線,因此難受合做太陽能電池材料。不過,研究人員推測,將2D鈣鈦礦作為生長FAPbI3薄膜的模板,可能會賦予后者不亂性。為了驗證這一方法,他們開闢了4種差異類型的2D鈣鈦礦,并用它們制作了差異的FAPbI3薄膜配方。
結局顯示,2D鈣鈦礦模板不僅提高了FAPbI3太陽能電池的效率,還提高了電池的耐用性。沒帶2D鈣鈦礦模板的太陽能電池在空氣中利用陽光發電兩天后會顯著降解,而帶有2D鈣鈦礦模板的太陽能電池縱然在20天后也不會降解。在帶有2D鈣鈦礦模板的太陽能電池中添加封裝層,不亂性將得到進一步提高。
新研究可減低制造成本,使結構簡化的太陽能電池板重量更輕、更敏捷,可能會對光蒐集或光伏專業產生變革性陰礙。
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