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【新思路】钙钛矿型太阳能电池离实用化又近了一步

来源:leye乐鱼娱乐app   发布时间:2021-11-21 00:08nbsp;  点击量:

本文摘要:虽然钙钛矿型太阳能电池被寄予厚望沦为新一代更为简单的太阳能电池,但是它有一个相当大的软肋怕水,在干燥环境下性能很差。最近,韩国浦项科技大学研究团队的研究成果为解决问题这一问题修筑了新的思路,使钙钛矿的实用化又将近了一步。 众所周知,太阳能是目前尤为洗手的可持续能源之一,渐渐沦为替代石油燃料的最重要能源。具备出色的光学和电子特性的有机金属卤化物钙钛矿,在众多太阳能电池材料中脱颖而出,受到了科学家们的普遍注目。

传输层

虽然钙钛矿型太阳能电池被寄予厚望沦为新一代更为简单的太阳能电池,但是它有一个相当大的软肋怕水,在干燥环境下性能很差。最近,韩国浦项科技大学研究团队的研究成果为解决问题这一问题修筑了新的思路,使钙钛矿的实用化又将近了一步。

  众所周知,太阳能是目前尤为洗手的可持续能源之一,渐渐沦为替代石油燃料的最重要能源。具备出色的光学和电子特性的有机金属卤化物钙钛矿,在众多太阳能电池材料中脱颖而出,受到了科学家们的普遍注目。目前,钙钛矿太阳能电池早已将光电切换效率(PCE)从2009年的3%提升到了现在的22%。

虽然钙钛矿被视作极具潜力的下一代太阳能电池材料,但是,它不存在一个相当严重的短板必须解决:钙钛矿材料怕水,其稳定性和性能不会在干燥的环境下很快减少。  最近,韩国浦项科技大学(POSTECH)的TaihoPark研究团队研发出有一种新方法,不仅可以进一步提高钙钛矿太阳能电池的光电切换效率,还能提升它在干燥环境下的稳定性。Park和他的学生Guan-WooKim、GyeonghoKang联合设计了一种亲水性的导电聚合物材料,需要添加剂就能取得很高的空穴迁移率,很更容易吸取空气中的水分。近日,他们在EnergyEnvironmentalScience杂志中公开发表了一篇文章报导该研究成果。

  一般来说,钙钛矿太阳能电池还包括一个半透明电极,导电层,钙钛矿,空穴传输层和一个金属电极。空穴传输层的起到很关键,因为它不仅必须将空穴传输给电极,还必须避免钙钛矿认识到空气。Spiro-MeOTAD是常用的空穴传输层材料,由于其本身的空穴迁移率不低,必须添加剂才能用于。

然而,常用的添加剂之一双(三氟甲烷)磺酸亚胺锂(LiTFSI),不会吸取空气中的水分。另外,Spiro-MeOTAD不会构成一个弱亲水层,很更容易吸取水分,因此无法起着阻隔湿度的起到。

添加剂

  Park的研究团队将主要精力集中于研发无添加剂(无掺入)的聚合物型空穴传输层。研究人员通过融合苯并二噻吩(BDT)和苯并噻二唑(BT)的方法,设计并制备了一种亲水性的导电聚合物材料。由于这种新型聚合物具备正面倾向,提升了空穴的横向电荷传输,从而构建了无添加剂下的高空穴迁移率。

  Park和他的同事们认为,具备这种新型聚合物的钙钛矿太阳能电池具备高达17。3%的光电转换率,其稳定性也大大提高了在湿度75%的环境下工作1400多小时(近2个月),仍能仍然维持低的光电切换效率。

  浦项科技大学化学工程学院的TaihoPark教授说道:我们坚信这一研究成果,需要更进一步前进钙钛矿材料的应用于,加快钙钛矿太阳能电池的商用化进程。


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