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倒钙钛矿太阳能电池 效率为22.8%

来源:   2021-05-10 14:59:49

位于沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员已经制造了一种混合阳离子钙钛矿太阳能电池,该电池基于由钙钛矿单晶组成的微米厚吸收层。

该层包含甲基铵和甲ami有机阳离子的混合物,并据称能使吸收带隙最小。“甲脒三碘化铅(FAPbI3)特征的最小带隙的日期,但此带隙超过单结器件的最佳范围,”科学家说明。“减少钙钛矿带隙的一种方法是在吸收体中形成铅锡合金,但这会引入晶体缺陷和不稳定性。”

该层被嵌入到倒钙钛矿电池中,在电子传输顶层和空穴传输底层之间具有“pin”布局。通过这种架构,该PV器件能够实现22.8%的功率转换效率,1.1 V的开路电压和26 mA / cm-2的短路电流,这是研究团队认为最好的。单晶甲基碘化三碘化铅铅的钙钛矿电池的高性能它指出:“性能的提高主要源于短路电流的增加。”

研究人员阿卜杜拉·阿尔萨洛姆(Abdullah Alsalloum)说:“我们知道,混合阳离子单晶吸收剂由于其较低的带隙和优异的光电性能而可以胜过单一阳离子吸收剂。”“但是,由于晶体生长和器件集成方面的挑战,以前从未意识到这一点。”

沙特小组坚信,这种电池设计的效率可能接近砷化镓太阳能电池。“未来的研究包括优化设备接口和探索更有利的设备结构,” Alsalloum补充说。“建议的未来工作包括界面工程和钙钛矿电池在更有利的架构(例如侧面结构)中的探索。”

该太阳能电池在《能源与环境科学》(Energy&Environmental Science)上发表的论文《具有几乎最佳带隙的22.8%高效单晶混合阳离子倒钙钛矿太阳能电池》中进行了介绍。

KAUST太阳中心多年来一直致力于加快钙钛矿晶体中电荷载流子的流动。在过去的几年中,它对研究进行了一些重大投资,结果在钙钛矿研究方面迈出了几步。

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