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新材料可以帮助改善钙钛矿太阳能电池的性能:新的研究可能会导致新材料的设计,以帮助改善钙钛矿太阳能电池(PSC)的性能
2021年04月25日    阅读量:16340    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

新的研究可能会导致新材料的设计,以帮助改善钙钛矿太阳能电池(PSC)的性能。


钙钛矿太阳能电池是一种新兴的光伏技术,其功率转换效率显着提高到20%以上。


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但是,由于钙钛矿材料所含的离子缺陷会在一个工作日内四处移动,因此PSC性能会受到影响中国建材网cnprofit.com。随着这些缺陷的移动,它们会影响电池内部的内部电气环境。


钙钛矿材料负责吸收光以产生电子电荷,还有助于在电荷流失到称为“重组”的过程之前,将电荷提取到外部电路中。


大多数有害的重组可能发生在太阳能电池内的不同位置。在某些设计中,它主要发生在钙钛矿内部,而在另一些设计中,它发生在钙钛矿的边缘,在该边缘处钙钛矿与相邻的被称为传输层的材料接触。


朴茨茅斯,南安普敦和巴斯大学的研究人员现在已经开发出一种方法来调节传输层的性质,以鼓励钙钛矿中的离子缺陷移动,从而抑制重组并导致更有效的电荷提取-增加落在最终可以使用的电池表面上的光能所占的比例。


参与这项研究的朴茨茅斯大学的杰米·福斯特博士说:“谨慎的细胞设计可以操纵离子缺陷,使其移至增强电荷提取的区域,从而增加细胞可以传递的有用功率。 。”


这项发表在《能源与环境科学》上的研究表明,PSC的性能在很大程度上取决于介电常数(一种材料存储电场的能力的量度)和传输层的有效掺杂密度。


Foster博士说:“了解传输层特性如何以及影响传输性能对告知电池体系结构设计以获得最大功率同时最大程度降低降解至关重要。


“我们发现,由于离子电荷的积累和钙钛矿与传输层之间界面附近的窄层中的能带弯曲,离子运动在稳态器件性能中起着重要作用。电势的分布是确定电池瞬态和稳态行为的关键。


“此外,我们建议可以调整每个传输层的掺杂密度和/或介电常数,以减少由于界面复合而造成的损耗。一旦确定了这种和限速载流子,我们的工作将提供一个系统的工具来进行调谐传输层属性以提高性能。”


研究人员还建议,使用具有低介电常数和掺杂的传输层制成的PSC,比具有高介电常数和掺杂的传输层更稳定。这是因为这种细胞在钙钛矿层内显示出减少的离子空位积累,这与钙钛矿层边缘的化学降解有关。


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