香港研發有機框架鈣鈦礦太陽能電池 效率高達22.02％

2020-09-25 光伏人

香港科學家開發出新的電池，據了解在加速測試條件下電池可以保持其初始效率的90％以上。該設備基於二維金屬有機框架。

香港城市大學的科學家開發了一種基於2D共軛金屬有機框架的鈣鈦礦太陽能電池，該框架在鈣鈦礦和陰極之間的界面起著電子提取層的作用。

香港城市大學的研究人員聲稱已開發出一種更穩定，更高效的全無機鈣鈦礦太陽能電池，經認證的效率為15．6％。據科學家稱，該設備被開發人員聲稱擊中了未經認證的16．1％，是迄今為止開發出的最高效的全無機鈣鈦礦倒置電池。

研究人員聲稱，他們的設備是第一個鈣鈦礦電池，提供良好的長期穩定性和高功率轉換效率的同時，他們還表示，它還提供減少鉛洩漏。

城市大學小組說，金屬有機骨架（MOF）材料以前已經在鈣鈦礦的研究中使用，但重點是使用它們鈍化鈣鈦礦本身的缺陷。

香港集團用一個以硫醇基團為主要功能的二維結構取代了易受低電荷載體遷移率影響的三維金屬有機框架。這些基團由一個硫原子和兩個孤對組成，與氫結合，這種結構被用作界面修飾劑，以提高鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩定性。

在評論硫醇組時，城市大學的團隊說：「它們擁有合適的能量水平，使它們成為電子提取層，電子最終被鈣鈦礦太陽能電池的電極收集。我們的分子工程MOFs具有多功能半導體的特性，可用於提高電荷提取效率。」

城市大學的太陽能電池效率為22．02％，填充係數為81．28％，開路電壓為1．2 v。學者們表示：「轉換效率和開路電壓都是平面反向鈣鈦礦太陽能電池中最高的。」

據說，該設備在加速測試條件下，在85攝氏度下，在最大功率點跟蹤1000小時，可以保持90％以上的初始效率。

科學家認為他們的電池比其他鈣鈦礦設備遭受的鉛洩漏更少。研究表明，MOF用作PVSC（鈣鈦礦太陽能電池）裝置的外層，可從降解的鈣鈦礦中捕獲超過80％的洩漏鉛離子，並形成不會汙染土壤的水不溶性複合物。

來源：微鋰電

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