導讀 根據最近發表在《Science》雜誌的研究,中國在倒置鈣鈦礦太陽能獲突破,將轉換效率提高到 25.4%,創下新紀錄。 鈣鈦礦太陽能為備受看好的新興太陽能電池材料,具有高轉換效率、低成本、更輕更靈活等...
根據最近發表在《Science》雜誌的研究,中國在倒置鈣鈦礦太陽能獲突破,將轉換效率提高到 25.4%,創下新紀錄。
鈣鈦礦太陽能為備受看好的新興太陽能電池材料,具有高轉換效率、低成本、更輕更靈活等優點,但在穩定性跟壽命方面,還有待加強,中國華東理工大學兼論文的第一作者葉方圓表示,鈣鈦礦電池發電效率高,但很多都停留在理論上,目前鈣鈦礦電池的發電效率尚未達到傳統矽晶太陽能水準,團隊正持續探索提高鈣鈦礦電池效率的方法。
鈣鈦礦太陽能板的運作方式跟傳統矽晶太陽能很像,其中的鈣鈦礦吸收層為主要吸光材料、電洞傳輸層類似 P 型半導體、電子傳輸層類似 N 型半導體,藉由內部形成電位差,接上外部電路後即可將電流導出。
與傳統 n-i-p 結構的鈣鈦礦太陽能電池不同,倒置(p-i-n)結構的鈣鈦礦太陽能電池被認為具有更高的穩定性和壽命,但團隊指出,倒置結構的鈣鈦礦太陽能電池使用的電洞傳輸材料,不是濕鈣鈦礦前體疏水性太強,就是會與鈣鈦礦層發生反應,導致介面產生缺陷。
研究團隊則以氰基乙烯膦酸開發出雙親性小分子電洞傳輸劑,可以用於鈣鈦礦沉積的超濕潤層,開發出高品質鈣鈦礦薄膜,減少產生介面缺陷,且除了鈣鈦礦電池還能用在有機聚合物太陽能電池。最終鈣鈦礦太陽能薄膜的功率轉換效率為 25.4%,開路電壓為 1.21 v。
為開發出更強大,應用範圍更廣的太陽能電池,科學家們努力挖掘鈣鈦礦太陽能的潛力,其中鈣鈦礦最受關注的兩大突破方向為效率跟穩定性,葉方圓強調,鈣鈦礦太陽能有室內太陽能和穿戴式設備的潛力,讓再生能源有機會潛入人們日常生活中。
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標題:不一樣的電池設計,倒置鈣鈦礦太陽能效率破 25%
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