荷兰科学家利用氟化物使钙钛矿太阳能电池更稳定
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2021-04-03 10:55
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火星译客

研究者声称其开发的电池能够在1000小时的极端光和热条件后维持90%的效率。


 

2019年5月20日 Emiliano Bellini

埃因霍温理工大学的研究人员发现使钙钛矿太阳能电池更加稳定的方法。

图片:A van den Tillaart/维基共享平台

来自荷兰埃因霍温理工大学、荷兰FOM基础能源研究所(DIFFER)、荷兰特文特大学和北京大学的研究小组正在寻求使用氟化物来减少钙钛矿太阳能电池的不稳定性和衰减。

在《自然能源》杂志上发表的一篇论文中,科学家们声称已经开发出一种基于钙钛矿结构的太阳能电池,其转换效率为21.46%,据称在极端光热条件下工作1000小时后仍能保持90%的效率。

根据研究人员的说法,在制造过程中,通过在钙钛矿层中加入氟化钠可以延长使用寿命。“在密度泛函理论第一原理计算的帮助下,我们认为氟离子通过与周围的铅和有机阳离子独特的化学键增强,抑制了卤素阴离子和有机阳离子空位的形成,”他们在研究中解释说。

科学家们说,氟化物在钙钛矿电池中的作用与它在牙膏中的作用类似,氟离子在晶体周围形成一层保护层,防止有害瑕疵的扩散。

距离商业化仍然很远

与其他卤素相比,小尺寸和高电负性被认为是氟离子有效提高钙钛矿电池稳定性的主要原因。

科学家们说,钙钛矿电池还需要5到10年才能实现商业化生产。计算能源研究中心的研究协调员Shuxia Tao说:“为什么有些材料在提高该电池的长期稳定性方面比其他材料更有效,我们仍然没有全部的答案。”

最近,加州大学圣地亚哥分校、加州大学洛杉矶分校、中国组件制造商锦州阳光(Solargiga)、荷兰格罗宁根大学和另一个北京大学的团队也进行了类似的研究。

尽管有着众多有希望的研究项目,但钙钛矿太阳能电池的稳定性、耐久性和成本仍然是技术商业化可行性要面临的问题。


 

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