写于 2018-11-21 01:11:03| 龙8娱乐平台网站| 龙8国际pt官方网站

钙钛矿太阳能电池可以成为硅基太阳能电池的廉价,高效替代品一种新技术可以在室温下大规模生产更薄的钙钛矿薄膜,而不会牺牲质量薄膜钙钛矿太阳能电池可以用于可以发电的彩色窗户钙钛矿,布朗大学的工程师开发出一种廉价,高效的替代硅基太阳能电池的普罗维登斯,罗德岛(布朗大学) - 由布朗大学博士生领导的研究揭示了一种制造光吸收钙钛矿薄膜的新方法在太阳能电池中新方法涉及室温溶剂浴以产生钙钛矿晶体,而不是当前结晶方法中使用的热量爆炸发表在皇家化学学会材料化学杂志A上的一项研究表明该技术产生了高温优质的晶体薄膜,可以精确控制大面积的厚度,并且可以指出钙钛矿电池的大规模生产方法钙钛矿是一类结晶材料,在清洁能源领域引起了不小的轰动

钙钛矿薄膜是优质的光吸收剂,制造成本比标准太阳能电池中使用的硅晶圆便宜得多

钙钛矿电池的百分比 - 太阳能转换为电能的百分比 - 在短短几年内以惊人的速度增长2009年推出的第一个钙钛矿电池的效率仅为4%左右,远远低于25%的效率

标准硅电池但到去年,钙钛矿电池已被证明具有超过20%的效率

性能的快速提升是有希望的,研究人员正在竞相开始在商业产品中使用钙钛矿电池有许多不同的方法可以制造薄膜,但几乎所有薄膜都需要加热将钙钛矿前体化学品溶解成溶液,然后就是这样涂在基材上加热以除去溶剂,留下钙钛矿晶体在整个基材上形成薄膜“人们在相对较小的区域制作了很好的薄膜 - 只有几分之一厘米的方形但他们不得不去温度在100到150摄氏度之间,加热过程会产生许多问题,“Nitin Padture说,工程学教授,分子和纳米级创新研究所所长,例如,经过热处理时,晶体通常形成不均匀,在薄膜中留下微小的针孔在太阳能电池中,这些针孔会降低效率热量也限制了可以沉积薄膜的基板柔性塑料基板,例如,因为它们被高温损坏而无法使用Yuanyuan Zhou,一名研究生在Padture的实验室里,想看看是否有办法制造钙钛矿晶体薄膜而不必加热他想出了所谓的溶剂-s橄榄提取(SSE)方法在他的方法中,将钙钛矿前体溶解在称为NMP的溶剂中并涂覆到基材上然后,不是加热,而是将基材浸泡在乙醚(DEE)中,二乙醚选择性地抓取NMP溶剂剩下的是一块超光滑的钙钛矿晶体薄膜因为没有加热,所以晶体几乎可以在任何基材上形成 - 甚至是用于柔性光伏电池的热敏聚合物基材另一个优点是整个SSE结晶与热处理一小时或更长时间相比,工艺花费不到两分钟,这使得该工艺更适合大规模生产,因为它可以在装配线上完成一种工艺SSE方法还可以使薄膜制造得非常薄保持高品质标准钙钛矿薄膜一般在300纳米厚度但是周能够生产出高达20纳米的高质量薄膜米SSE薄膜也可以做得更大 - 几厘米见方 - 没有产生针孔“使用其他方法,当厚度低于100纳米时,你很难完全覆盖胶片,”周说:“你可以制作一部电影,但是你会得到很多针孔在我们的工艺中,你可以将薄膜均匀地制成20纳米,因为室温下的结晶更平衡,并且在沐浴后立即在整个薄膜上发生“这些超薄薄膜是部分透明的(标准厚度的薄膜是黑色和不透明的),所以它们可以用来制造光伏窗户,研究人员说,通过调整钙钛矿前体溶液成分,周能够制造细胞不同的颜色“这些可能用于装饰性,建筑一体化的窗户,可以发挥作用,”Padture说该小组计划做更多的工作来改进这个过程,但他们受到早期结果的鼓舞与国家可再生能源的科学家合作科罗拉多州能源实验室对SSE薄膜制造的电池进行初步测试,显示转换效率超过15%基于使用该工艺制造的半透明80纳米薄膜的太阳能电池显示出比任何其他超薄薄膜更高的效率“我们认为这可能是向各种商业化钙钛矿电池产品迈出的重要一步,“Padture表示该论文的其他作者是Men国家可再生能源实验室的gjin Yang和Kai Zhu;吴文文,布朗的前博士后研究员;和国家研究中心Kruchatov研究所的Alexander L Vasiliev这项工作得到了国家科学基金会(Grant No DMR-1305913)的资助和布朗大学研究生院国家可再生能源实验室的工作得到了美国国家部的支持

合同号为DE-AC36-08-GO28308和DE-FOA-0000990的能源周和Padture已根据该工作提交了临时专利出版物:Yuanyuan Zhou等,“通过溶剂的室温结晶杂化钙钛矿薄膜 - 用于高性能太阳能电池的溶剂萃取,“J Mater Chem A,2015; DOI:101039 / C5TA00477B来源:布朗大学图片:Padture lab / Brown University