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MIT利用CBD法制備鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 轉(zhuǎn)換效率可達(dá)25.2%

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1701次  |  2021年12月16日  

麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員通過(guò)化學(xué)浴沉積法(CBD)制備了一種鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池,據(jù)稱其功率轉(zhuǎn)換效率為25.2%。


CBD是一種通過(guò)將基底浸入前體水溶液中在基底上制備固體無(wú)機(jī)非金屬材料薄膜的技術(shù)。


美國(guó)科學(xué)家在導(dǎo)電層和鈣鈦礦材料之間添加了一層特殊的二氧化錫導(dǎo)電層。他們解釋說(shuō):“如果導(dǎo)電層直接附著在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)上,電子和它們的對(duì)應(yīng)物(稱為空穴)就會(huì)就地重新結(jié)合,沒(méi)有電流流動(dòng)。如果鈣鈦礦和導(dǎo)電層被這個(gè)中間層分開(kāi),后者讓電子通過(guò)并阻止復(fù)合?!?/p>


這種特殊的導(dǎo)電層在90攝氏度下用化學(xué)浴處理,使前體化學(xué)物質(zhì)緩慢分解,在適當(dāng)位置形成一層二氧化錫。研究小組解釋說(shuō):“研究小組意識(shí)到,如果我們了解這些前體的分解機(jī)制,那么我們就能更好地了解這些薄膜是如何形成的。我們能夠找到一個(gè)合適的窗口,在這個(gè)窗口中可以合成具有理想性質(zhì)的電子傳輸層?!?/p>


他們的分析表明,根據(jù)前體溶液的酸度不同,中間化合物的不同混合物會(huì)形成,從而能夠產(chǎn)生更有效的薄膜。這種特殊導(dǎo)電層的積極作用還與鈣鈦礦層的改進(jìn)相結(jié)合,鈣鈦礦層的改進(jìn)是通過(guò)添加不改變材料帶隙的特殊添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

到目前為止,這種太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)在小型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備上得到了證實(shí)。研究作者M(jìn)oungiBawendi說(shuō):“我們?cè)谶@篇論文中提供的見(jiàn)解,以及我們提供的一些技巧,有可能應(yīng)用到人們正在開(kāi)發(fā)的大規(guī)模可制造鈣鈦礦電池的方法中,從而提高這些效率?!?/p>


麻省理工學(xué)院的科學(xué)家JasonYoo說(shuō):“我們正在證明的是,即使只有一個(gè)活性層,我們也能提高威脅硅的效率,而且有望在砷化鎵的沖孔距離之內(nèi)。這兩種技術(shù)的出現(xiàn)時(shí)間都比鈣鈦礦要長(zhǎng)?!?/p>


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