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新材料:碘化铜可让钙钛矿太阳能电池更便宜
2014-07-02 17:03:08
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化工资讯网整理编辑:来自美国诺特丹大学的一批科研人员近日发现了一种较为廉价的无机材料,这种材料可以取代钙钛矿太阳能电池中的比较贵的有机空穴导体,从而使得这种高效的太阳能电池变得更为经济和便宜。
钙钛矿太阳能电池是当今最有前途的几种光伏技术之一,其理论转化效率最高可达50%,为目前市场上太阳能电池转化效率的两倍,能大幅降低太阳能电池的使用成本。虽然钙钛矿材料相对便宜,但用其制造太阳能电池还需要用到一种名为spiro-OMeTAD的有机空穴导电聚合物,其市场价格是黄金的10倍以上。
钙钛矿是一类具有特定晶体结构的材料,对太阳能电池的制造而言,这种结构具有天然优势:较高的电荷载体迁移率和较好的光线扩散性能,使光电转换过程中的能量损失极低。虽然碘化铜能够充当钙钛矿太阳能电池中的空穴导体现在才被证明,但铜系导体之前就被认为能够在染料敏化太阳能电池和量子点太阳能电池中充当重要角色,而最具吸引力的是它们优良的导电性能。碘化铜导体的导电率比spiro-OMeTAD高两个数量级,这使其能达到更高的填充系数,也决定了用其制成的太阳能电池具有更大的功率。但目前的研究结果表明,包含碘化铜的钙钛矿太阳能电池,在转化效率上暂时不及原有技术。研究人员认为这可能与其较低的电压相关。这一点未来有望通过降低其较高的重组率来弥补。
科学家们发现,这种碘化铜太阳能电池还有一个突出优势,就是具有良好的稳定性。在实验中证明,经过持续两小时的光照后,这种电池的电流无丝毫的降低,而spiro-OMeTAD太阳能电池产生的电流则有所下降,大概下降了10%。这一点对于太阳能电池来说至关重要。科学家们下一步将对实验步骤进行优化,以期待使实验更为高效。
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