钙钛矿太阳能电池的效率超过20%

导读 EPFL研究人员正在通过探索生长这些晶体的最佳方法来推动钙钛矿太阳能电池性能的极限。Michael Graetzel及其团队发现,通过在制造钙钛

EPFL研究人员正在通过探索生长这些晶体的最佳方法来推动钙钛矿太阳能电池性能的极限。

Michael Graetzel及其团队发现,通过在制造钙钛矿晶体时短暂降低压力,他们能够获得有史以来测量的大尺寸钙钛矿太阳能电池的最高性能,效率超过20%,与传统薄膜的性能相匹配类似尺寸的太阳能电池。他们的结果发表在Science上。

对于钙钛矿技术来说,这是一个很有希望的消息,该技术已经是低成本且在工业发

然而,pervoskites的高性能并不一定预示着硅基太阳能技术的厄运。除了确定实际器件的稳定性之外,还需要解决关于当前钙钛矿太阳能电池原型的铅含量的安全问题。

在硅上层叠钙钛矿制造混合太阳能电池板实际上可能会推动硅太阳能电池行业的发展。效率可能超过30%,理论上限为44%左右。改善的性能来自利用更多的太阳能:钙钛矿顶层吸收更高能量的光,而通过钙钛矿的低能量太阳光将被硅层吸收。

将染料太阳能电池染成钙钛矿

Graetzel因其透明的染料敏化太阳能电池而闻名。事实证明,第一个钙钛矿太阳能电池是染料敏化细胞,其中染料被小的钙钛矿颗粒取代。

他的实验室最新的钙钛矿原型,大约相当于SD卡的大小,看起来像一块玻璃,一面是钙质薄膜薄膜。与透明染料敏化细胞不同,钙钛矿太阳能电池是不透明的。

如何制造钙钛矿太阳能电池

为了制造钙钛矿太阳能电池,科学家必须在俄罗斯矿物学家Lev Perovski发现之后,生长出具有特殊结构的晶体,称为“钙钛矿”。

科学家首先将一系列化合物溶解在液体中制成一些“墨水”。然后他们将墨水放在可以导电的特殊玻璃上。墨水干涸,留下薄膜,当施加温和的热量时,薄膜在玻璃顶部结晶。最终结果是一层薄薄的钙钛矿晶体。

棘手的部分是生长钙钛矿晶体薄膜,以便所得到的太阳能电池吸收最大量的光。科学家们一直在寻找具有大晶粒尺寸的光滑和规则的钙钛矿层,以提高光伏产量。

例如,当墨水仍然湿润时旋转电池会使墨水变平并吸掉一些多余的液体,从而产生更规则的薄膜。Graetzel及其团队使用的新型真空闪光技术也可选择性地去除这种多余液体中的挥发性成分。同时,真空闪光的爆发为晶体形成产生种子,从而产生具有高电子质量的非常规则和有光泽的钙钛矿晶体。

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