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    室內鈣鈦礦光伏太陽能電池效率達32.0%

    電力網發布時間:2023-07-12 14:35:27
    泰國瑪希隆大學的科學家們利用基于反溶劑沉積和真空熱退火(VTA)的制造工藝,開發了用于低光照應用的三陽離子鈣鈦礦太陽能電池。

    他們說:“VTA導致緊湊、密集和堅硬的形態,同時抑制表面和晶界的陷阱狀態,而這正是激子損失的重要原因,”他們強調了第二步對于產生高質量鈣鈦礦層的重要性。“由于室內光照強度至少比太陽光低300倍,通過真空熱退火誘導形成致密均勻的鈣鈦礦層是有價值的。”

    研究人員通過與壓力可控的真空泵相連,并位于一塊熱板頂部以調節溫度的真空燒瓶實現了該過程。他們使用了一種被稱為FA0.45MA0.49Cs0.06Pb(I0.62Br0.32Cl0.06)3的鈣鈦礦材料,用溴和氯處理后,其能帶隙為1.80eV。

    他們用摻氟二氧化錫(FTO)制成的基板、基于錫(IV族)氧化物(SnO2)的電子傳輸層(ETL)、鈣鈦礦吸收劑、由Spiro-OMeTAD制成的空穴傳輸層(HTL)、碳頂電極和另一個FTO層構建起電池,其有效面積為0.04 cm2。

    在1000lux的室內光線下測試,該太陽能電池顯示出27.7%的能量轉換效率、0.93 V的開路電壓、0.16 mA/cm2的短路電流,以及32.0%的峰值效率。而未經VTA處理的參考裝置的效率為25.5%,開路電壓為0.91V,短路電流為0.16mA/cm2,峰值效率為30.7%。

    該小組在談到基于VTA的電池的優越性能時說:“VTA導致表面粗糙度降低,以及在體部和表面的電子陷阱。VTA為穩健的鈣鈦礦結構形成打開了大門,并可實際地適用于各種鈣鈦礦電池組成,以實現現代社會理想的光電應用。”他們在《科學報告》上發表的《通過真空熱退火形成穩健鈣鈦礦層,用于室內鈣鈦礦太陽能電池》中介紹了該電池。

    來源:pv-magazine



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