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美国研发压力辅助技术可提高钙钛矿太阳能电池的效率

2020-05-22 16:42
微锂电
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导读:美国研究人员声称,通过对钙钛矿太阳能电池施加一系列压力,该电池的效率显著提高。根据他们的说法,可以使用压力辅助工艺,例如层压,冷焊和轧制/卷对卷工艺,来改善钙钛矿电池中的界面接触。

美国研发压力辅助技术可提高钙钛矿太阳能电池的效率

近年来,有机-无机金属卤化物钙钛矿被集成到光伏太阳能电池中,在大约9年的时间里,功率转换效率从3.8%提高到23.3%。由于这些结构可以使用低成本的加工技术生产,这表明钙钛矿太阳能电池有潜力与目前用于光伏产业的硅太阳能电池竞争。此外,由于钙钛矿太阳能电池是在相对较低的温度下生产的,因此可以将更广泛的潜在基板和电极材料集成到其多层结构中。这些包括具有良好粘附层的聚合物基柔性基板,以及在低温条件下工作良好的透明基板。因此,钙钛矿太阳能电池有潜力提供“黄金四大”特性的太阳能电池技术。这包括:低成本,稳定性,效率和附加功能。

伍斯特理工学院(Worcester Polytechnic Institute)的一组科学家声称,通过对一种分层混合卤化物钙钛矿太阳能电池施加一系列压力,来改善其界面表面接触,从而显著提高了其效率。

所提出的压力辅助制造技术可以增加压力,导致介孔二氧化钛(TiO2)层的致密化和介孔层与钙钛矿层的渗透。所施加的压力会导致空隙的闭合和相应的界面面接触长度的增加,而界面面接触长度随压力的增加而增加。

美国研发压力辅助技术可提高钙钛矿太阳能电池的效率

介孔材料是一种孔径在2 - 50纳米之间的纳米孔材料,被广泛用作吸附剂和催化剂。介孔层用于钙钛矿细胞中,以改善电子传输和光能利用。

通过施加0到7兆帕(MPa)之间的压力值,太阳能电池效率从9.84%提高到13.67%。科学家解释说:“但是,对于超过7 兆帕(MPa)的压力,光转换效率会随着压力的增加而降低。”

这些较低的效率是由于钙钛矿颗粒的碎裂和钙钛矿层进入介孔层的下沉造成的。“因此,为了达到最好的效果,需要适当的中间压力来改善接触,”该小组说。

这项研究的结果发表在发表在《科学报告》上的论文《压力辅助制造钙钛矿太阳能电池》中。

据微锂电小组分析,压力的显着影响表明,压力辅助工艺,例如层压,冷焊和轧制或卷对卷工艺,可用于生产性能更高的钙钛矿太阳能电池。

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