太阳能界黑马?单晶钙钛矿电池转换效率已达 21.9%

  • 日期:09-04
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在各行各业研究团队的努力下,钙钛矿太阳能的转换效率已超过目前市场上常用的太阳能电池板,但仍存在耐水性,耐高温,紫外线等问题。与商业化还有一段距离。最近,沙特阿拉伯的阿拉伯科学家可能已经找到了开发单晶钙钛矿电池的解决方案,该电池经久耐用,转换效率为21.9%。

除了低成本和易加工外,钙钛矿电池还具有优异的光学和传输性能,受到太阳能科学家的高度赞赏。钙钛矿电池的性能和稳定性取决于薄膜的形态,但钙钛矿。电池主要由无序或有缺陷的多晶薄膜制成。这些多晶钙钛矿膜具有许多晶粒,晶界,孔隙和表面缺陷,它们可以重新组合电子和空穴(载流子)。转换效率很难提高。

因此,沙特阿拉伯国王阿卜杜拉科技大学(KAUST)的团队决定用单晶薄膜取代多晶薄膜。与多晶钙钛矿相比,单晶钙钛矿具有更高的晶体质量,更好的光吸收范围和热稳定性,以及更高的商业价值。

在硅晶太阳能的情况下,由于某些规则和组成原子的周期性排列,单晶硅太阳能也需要具有99.9999%的纯度。通常,单晶硅的转换效率高于多晶硅的转换效率。

如今,越来越多的科学家开始关注单晶钙钛矿的优势,而KAUST最近也通过两种聚合物涂层基板技术通过反温晶体生长。生长钙钛矿单晶,开发出新型的单晶甲基氨基碘(MAPbI3)钙钛矿电池。

该研究表明,新的单晶MAPbI3钙钛矿厚度约为20微米,并用铜处理,制成1mm2厚的太阳能电池。转换效率高达21.9%。

除了超出科学家的期望外,转换效率还高于其他机构过去的结果。根据KAUST化学科学助理教授Omar Mohammed的说法,该团队认为,要制造更薄的钙钛矿薄膜,转换效率可提高到21%。加上晶体生长是相当困难的。

但是,如果将该技术引入实验室,单晶MAPbI3钙钛矿电池的尺寸将进一步扩大。根据以往的经验,尽管实验室中的许多太阳能技术已经实现了高转换效率,但是在尺寸扩大后,转换效率和寿命将略微降低。目前的研究已发表在《ACS Energy Letters》。

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