佛羅里達州立大學(xué)的研究團隊正在混合新舊材料來制造更穩(wěn)定的太陽能電池。化學(xué)教授馬和他的團隊發(fā)表了一項新的研究，表明如果在鈣鈦礦型太陽能電池中加入一種古老的有機顏料，將提高電池的穩(wěn)定性和效率。
這項研究發(fā)表在Angewandte Chemie雜志上。
馬云說：“顏料豐富，成本低，經(jīng)久耐用?！薄爱?dāng)我們將它們與鈣鈦礦相結(jié)合時，我們可以產(chǎn)生新的高性能混合動力系統(tǒng)。舊系統(tǒng)與新系統(tǒng)結(jié)合使用，它們共同產(chǎn)生令人興奮的東西。”
馬對新一代太陽能電池技術(shù)的研究一直專注于解決鈣鈦礦型太陽能電池的穩(wěn)定性問題和挑戰(zhàn)。鈣鈦礦太陽能電池是一種光伏電池，包括具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化合物(最常見的是基于有機-無機鉛或鹵化錫的混合材料)作為光收集層。
近十年來，鈣鈦礦太陽能電池的研究發(fā)展迅速。2009年首次報道時，功率轉(zhuǎn)換效率約為4%，但現(xiàn)在高達25%。然而，在商業(yè)可行性方面存在缺點，例如材料有快速降解的趨勢。
世界各地的研究人員一直在尋找完美的配方，使它們既穩(wěn)定又高效。
馬團隊在實驗中使用的太陽能電池(基于甲基銨碘化鉛)在沒有顏料層的情況下，效率為18.9%。據(jù)此，這一數(shù)字上升至21.1%。該團隊還發(fā)現(xiàn)，通過添加顏料層，在環(huán)境條件下運行1000小時后，未包裝的電池可以保持其初始效率的90%。
通過簡單的溶液處理和熱退火添加不溶性色素層也使細胞疏水，這意味著水不能停留在表面。
“我們認為，用低成本的顏料對這些電池進行表面鈍化，是一種非常有前途的提高其穩(wěn)定性和效率的方法，”馬說。
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