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科學家研究鈣鈦礦「薄膜」-轉換率平當前紀錄

太陽能科學家在鈣鈦礦薄膜研究領域取得重大突破,他們提出了一項新的均質化策略,提高太陽能電池的轉換效率。研究成果在《自然》雜誌上刊登,該研究的主要目標是克服鈣鈦礦太陽能電池內部陽離子分佈不均勻性導致的相分離問題,並提高太陽能電池的效能,研究亮點如下:

圖片來源:https://techxplore.com/news/2023-11-scientists-perovskite-homogenizing-strategy-conversion.html#google_vignette

1.均質化策略:在確定了不均勻性的原因後,研究團隊提出了一種策略,使用Tos (苯基磺酰基)吡咯(PSP)作為添加劑,以彌補陽離子結晶和速率的差異,從而實現薄膜的均質化,這一策略取得了顯著的成功,使轉換效率達到25.8%。


2. 轉換效率提升:通過新的均質化策略,研究人員成功將鈣鈦礦太陽能電池的轉換效率提高至26.1%,這一成就追平當前的最高記錄,有望推動太陽能技術的更廣泛應用。


3.不均勻性的原因:研究人員的實驗揭示了不同基團的陽離子結晶和轉化速率之間的明顯差異,這被認為是不均勻性的主要原因,這一發現為後續研究提供了關鍵信息,幫助科學家理解不均勻性的本質。


4. 解決內部陽離子不均勻性問題:長期以來,科學家一直關注鈣鈦礦太陽能電池內部陽離子不均勻性導致的相分離問題,研究人員成功採用實驗方法來量化 FA+ 和 Cs+ 陽離子的垂直分佈,並確定了不同陽離子在薄膜中的分佈模式。


5. 長期穩定性:研究人員在第三方認證下證實,即使在最大功率點追蹤 2,500 小時後,這些太陽能電池的轉換效率仍高達原始值的92%。這表明該技術不僅提高了效率,還具有出色的長期穩定性,這是太陽能電池應用中至關重要的方面。

圖片來源:https://techxplore.com/news/2023-11-scientists-perovskite-homogenizing-strategy-conversion.html

這項研究的成功為太陽能科技領域帶來了重大突破,為提高太陽能電池的效能和穩定性提供了有前途的技術路徑,並為未來的太陽能科研和工程應用提供了有價值的參考,這一研究成果進一步強調了科學家和工程師不斷改進太陽能技術以實現更高效率和穩定性的重要性。

參考文獻:https://techxplore.com/news/2023-11-scientists-perovskite-homogenizing-strategy-conversion.html#google_vignette

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