量子点使钙钛矿太阳能电池更稳定、更高效
研究人员使用一层量子点提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率gyuszko/Depositphotos
钙钛矿太阳能电池在短时间内取得了长足的进步,但仍有改进的余地。工程师们现在在配方中添加了一层量子点,从而产生了更稳定的太阳能电池,效率接近创纪录的水平。
钙钛矿材料制造有效的太阳能电池有几个原因。它们的薄膜能够有效地吸收整个可见光光谱,制造成本低、重量轻且灵活。
但是,当然,有一个问题。钙钛矿太阳能电池存在稳定性问题,并且在现实条件下会退化,而且它们的效率往往会在更大范围内下降。在过去的研究中,科学家们试图通过添加大分子、旧颜料、二维添加剂或辣椒化合物来提高稳定性。
在这项新研究中,EPFL 和韩国能源研究所的研究人员测试了一种新成分——量子点。这些微小的粒子在被照射时会发出特定颜色的光,并开始在电视和太阳能电池等产品中得到应用。
在这种情况下,该团队使用由一种氧化锡制成的量子点作为设备的电子传输层。该层将钙钛矿产生的电子穿梭到电极中,因此可以使用能量。与制造该层的常用二氧化钛材料相比,量子点提高了设备捕获光的能力,并减少了有时在两层之间发生的效应,这通常会降低效率。
总之,该团队发现具有量子点层的钙钛矿太阳能电池的效率高达 25.7%,仅比目前由 0.08 cm 2 (0.01 in 2 )的设备所创下的钙钛矿记录低 0.1%。大型太阳能电池的效率也不错:该团队记录了 1-cm 2(0.2 in 2 )电池的效率为 23.3%,20 cm 2(3.1 in 2 )为 21.7% ,64 cm 2(9.9 in 2 )为 20.6% )。
该研究发表在《科学》杂志上。