鈣鈦礦光伏電池新方向:「古老的有機顏料」可同時提高效率和穩定性

2020-12-06 科創板日報

財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,自2009年首次「橫空出世」以來,鈣鈦礦太陽能電池相關技術取得了飛躍式的進展,在最近的設計中,電池效率更是從4%左右提高到20%左右。然而,這種電池有一個致命的缺點——不穩定。

不過近期,來自佛羅裡達州立大學(Florida State University)的科學家們通過加入一種古老的有機顏料——喹吖啶酮,向解決這個問題又成功邁進了一步。

眾所周知,鈣鈦礦太陽能電池在環境條件下會迅速退化。在過去的幾年裡,科學家們已經研究了許多有前景的方法來增強其穩定性。這些技術包括整合大分子、使用小劑量高強度光、使用石墨烯塗層或受到昆蟲眼睛啟發的內部構造。

此次,佛羅裡達州立大學的研究小組又找到了另一種可能的解決方案——一種發現於1958年、名為喹吖啶酮的有機顏料。該研究結果已於近日刊登在了著名科學期刊《應用化學》(Angewandte Chemie)上。

具體而言,科學家們正在實驗基於甲基銨碘化鉛的鈣鈦礦太陽能電池,其本身的電池效率達到了18.9%。該團隊在電池結構中加入了一層喹吖啶酮衍生物後,這一效率提高到了21.1%。更令人印象深刻的是,即使使用1000小時,電池仍能保持90%的效率數據。事實證明,該電池還具有疏水性,能主動排斥其表面的水。

該研究的作者Biwu Ma表示,「這種顏料資源豐富,成本低,還耐用。當我們把它們和鈣鈦礦結合在一起,我們就能產生新的高性能混合系統。這是新與舊的結合,它們一起產生了一些真正令人興奮的東西。」

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