新的钙钛矿设计使太阳能电池更接近稳定性和效率

康奈尔大学的研究人员在太阳能细胞技术方面取得了突破,开发了一种新型的钙钛矿材料,既高效又耐用。 Perovskites是一种特殊的结晶材料类,其能够将阳光变成电的能力。他们有可能创建轻巧,低成本的太阳能电池,这些太阳能电池[…]新的钙钛矿设计使太阳能电池更接近稳定性和效率,首先出现在Knowridge Science Report中。

来源:Knowridge科学报告
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康奈尔大学的研究人员在太阳能细胞技术方面取得了突破,开发了一种新型的钙钛矿材料,既高效又耐用。

perovskites是一类特殊的结晶材料,以其将阳光变成电的能力而闻名。

他们有可能创建轻巧,低成本的太阳能电池,这些太阳能电池可以胜过传统的基于硅的模型。

但是,大多数钙钛矿容易在暴露于热,水分和阳光下,从而限制其实际使用。

康奈尔大学的研究团队通过创建一个新的二维(2D)钙钛矿层来解决这个问题,该层充当三维(3D)钙钛矿太阳能电池的保护性涂层。

在5月9日在《焦耳》杂志上发表的一项研究中详细介绍了这种创新的设计。

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研究人员发现,通过将这个2D钙钛矿分层在3D上,它们可以显着提高细胞对天气条件的抵抗力,例如热量和湿度,同时也可以提高其性能。

过去,科学家们尝试使用称为甲基铵(MA)的化合物来创建2D保护层。

虽然基于MA的perovskites具有良好的效率,但它们的阳光暴露仅数百个小时,它们的效率很高,并且开始崩溃。

试图用一种更稳定的化合物来代替甲米宁(FA)面临挑战。 FA的较大尺寸在材料中产生了太大的压力,因此很难形成稳定的2D层。

康奈尔队通过称为“晶格匹配”的过程发现了一个解决方案。这个概念涉及找到2D和3D钙钛矿结构之间的完美拟合。

他们选择了特殊的有机分子(称为配体),它们自然与FA笼和周围的晶体结构保持一致。

这使研究人员可以构建一个稳定的2D层,该层与3D钙钛矿无缝吻合,从而避免了通常的压力和不稳定。