25.1%！新技術助力鈣鈦礦光伏電池創造新效率紀錄
來源：財聯社 時間：2024-01-12 10:36
據報道，美國西北大學的研究人員再次提高了鈣鈦礦太陽能電池的標準，他們的一項新進展幫助這項新興技術創造了新的效率記錄。
最近發表在《科學》雜志上的研究結果描述了一種雙分子解決方案，以克服陽光轉化為能量時的效率損失。科學家們通過結合一種分子來解決所謂的表面重組，當電子被表面上缺失的原子所困時，電子就會丟失，第二種分子可以破壞層與層之間界面的重組。
由此，該團隊實現了25.1%的效率，并得到美國國家可再生能源實驗室（NREL）的認證，而早期的方法效率僅為24.09%。
西北大學教授Ted Sargent說：“鈣鈦礦太陽能技術發展迅速，研究和開發的重點正在從大塊吸收器轉移到界面上。這是進一步提高效率和穩定性的關鍵點，使我們更接近這條有前途的道路，實現更高效的太陽能收集。”
傳統的太陽能電池是由高純度的硅晶片制成的，這種硅晶片的生產非常耗能，而且只能吸收固定范圍的太陽光譜。鈣鈦礦材料的大小和組成可以調整，以調整它們吸收的光的波長，使它們成為一種有利的、潛在的低成本、高效率的新興串聯技術。
從歷史上看，鈣鈦礦太陽能電池由于其相對不穩定，一直受到提高效率的挑戰。在過去的幾年里，Sargent的實驗室和其他實驗室的進步使鈣鈦礦太陽能電池的效率達到了與硅電池相同的范圍。
在最新的研究中，研究小組沒有試圖幫助電池吸收更多的陽光，而是專注于維持和保留產生的電子以提高效率的問題。當鈣鈦礦層與電池的電子傳遞層接觸時，電子從一個層移動到另一個層。但是電子可以向外移動并填充，或者與鈣鈦礦層上存在的空穴“重組”。
“界面上的重組很復雜，”論文第一作者Cheng Liu，“使用一種分子來解決復雜的重組和保留電子是非常困難的，所以我們考慮了我們可以使用哪種分子組合來更全面地解決這個問題。”
該團隊過去的研究發現，有證據表明PDAI2分子在解決界面重組方面做得很好。接下來，他們需要找到一種分子來修復表面缺陷，并防止電子與它們重新結合。最終，該小組將研究范圍縮小到硫上，硫可以取代碳基團，以覆蓋缺失的原子并抑制重組。
未來，研究小組還將進一步展開研究工作。他們說，“我們用兩個分子來解決兩種重組，但我們確信在界面上還有更多與缺陷相關的重組。我們需要嘗試使用更多的分子聚集在一起，并確保所有分子在不破壞彼此功能的情況下協同工作。”（黃君芝）
責任編輯：許艷
