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佛羅裡達州立大學化學教授Biwu Ma和他的團隊發表了一項新的研究,通過在鈣鈦礦太陽能電池中添加一層古老的有機顏料,可以提高電池的穩定性和效率。研究成果發表在《Angewandte Chemie》雜誌上 。
Ma在新一代太陽能電池技術方面的研究一直專注於解決鈣鈦礦太陽能電池的穩定性問題。鈣鈦礦太陽能電池是一種包括鈣鈦礦結構化合物(最常見的是有機-無機鉛或錫滷化物混合材料)作為採光層的光伏電池。
在過去的十年裡,對鈣鈦礦太陽能電池的研究呈爆炸式增長。2009年首次報導時,其功率轉換效率約為4%,現在已高達25%。然而,對於商業化的可行性來說,也存在一些缺點,比如材料容易快速降解。全世界的研究人員一直在尋找那個完美的配方,使其既穩定又高效。
Ma的團隊用於實驗的基於甲基碘化銨的太陽能電池,在沒有顏料層的情況下,效率為18.9%。有了它,效率上升到了21.1%。該團隊還發現,加入色素層後,沒有封裝的電池在環境條件下1000小時後可以保持90%的初始效率。
通過簡易的溶液處理和熱退火來添加不溶性顏料層,還可以使電池變得疏水,這意味著水不能留在表面。"我們相信,使用低成本顏料對這些電池進行表面鈍化是一種非常有前途的方法,可以提高它們的穩定性和效率,"Ma說。
論文標題為《Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells Enabled by LowCost Industrial Organic Pigment Coating》。