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有缺陷的晶体如何为太阳能的未来提供动力
缺陷填充卤化铅钙钛矿可与硅太阳能电池媲美，因为材料内部的畴壁可分隔并引导电荷。研究人员使用一种新颖的银染色技术将这些电荷传输网络可视化，解决了长期存在的效率之谜。由卤化铅制成的钙钛矿是通过低成本溶液加工生产的，并且含有许多缺陷。即便如此，他们仍将阳光转化为电能 [...]
来源:SciTech日报缺陷填充卤化铅钙钛矿可与硅太阳能电池媲美，因为材料内部的畴壁可分隔并引导电荷。研究人员使用一种新颖的银染色技术将这些电荷传输网络可视化，解决了长期存在的效率之谜。
由卤化铅制成的钙钛矿是通过低成本溶液加工生产的，并且含有许多缺陷。即便如此，它们将阳光转化为电能的效率接近硅电池，而硅电池仍然是商业基准。在《自然通讯》杂志上发表的一项研究中，奥地利科学技术研究所 (ISTA) 的物理学家报告了对这一令人惊讶的表现的详细物理解释。
多年来，科学家们一直想知道用相对简单、廉价的方法制造的材料如何能够与数十年来精炼的硅技术相媲美。在过去的 15 年里，卤化铅钙钛矿迅速成为下一代太阳能电池的有希望的候选者。与需要极其纯净的单晶晶圆的硅不同，钙钛矿器件可以使用经济实惠的基于解决方案的技术来制造，同时仍然提供可比的结果。
ISTA 的博士后 Dmytro Rak 和助理教授 Zhanybek Alpichshev 现在已经确定了这些不寻常的光伏特性背后的机制。他们的研究表明，虽然硅依赖于近乎完美的纯度才能有效发挥作用，但钙钛矿实际上受益于其内部缺陷。密集的结构缺陷网络使电荷能够在材料中长距离传播，这对于有效的太阳能转换至关重要。
“我们的工作为这些材料提供了第一个物理解释，同时解释了它们的大部分（如果不是全部）记录的属性，”Rak 说。研究结果可以加速下一代钙钛矿太阳能电池从实验室到现实世界应用的转变。