新的制造方法提高了钙钛矿太阳能电池的效率 2017-04-18 10:24:32

$888.88
所属分类 :财政

一种新的制造方法使研究人员能够制造出具有很少缺陷的较大钙钛矿电池,从而提高效率

图片:布朗大学/ NREL布朗大学和国家可再生能源实验室的科学家开发出一种在保持效率的同时使钙钛矿电池更大的方法

使用新开发的制造方法,研究团队从大于1平方厘米面积的钙钛矿太阳能电池获得了超过15%的能量转换效率

来自布朗大学和国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员在“高级材料”杂志上报告了他们的发现

钙钛矿,具有特殊晶体结构的材料,在太阳能世界引起了相当大的关注

钙钛矿太阳能电池制造相对便宜,并且近年来它们将太阳光转换成电能的效率一直在迅速增加

据研究人员报道,钙钛矿电池的效率高于20%,可与传统的硅电池相媲美

然而,使用仅十分之一平方厘米的电池实现了这些高效率等级 - 对于实验室测试来说是精细的,但是太小而不能用于太阳能电池板

“用于效率测试的微小电池的使用促使人们质疑钙钛矿太阳能电池与其他已建立的光伏技术的比较,”布朗分子和纳米级创新研究所所长布朗的工程学教授Nitin Padture表示

新研究的资深作者

“但在这里我们已经证明,通过改进处理,在大于一平方厘米的单元上获得15%的效率是可行的

这是一个真正的进步

“保持对较大钙钛矿细胞的高效率已被证明是一项挑战,Padture说

“钙钛矿的问题在于,当你试图用传统方法制作更大的薄膜时,你会在薄膜上产生缺陷,从而降低效率

”布朗和NREL研究人员在这篇最新论文中报道的制造工艺建立在先前报道的方法基础上由Padture实验室的研究生Yuanyuan Zhou开发

将钙钛矿前体溶解在溶剂中并涂覆到基底上

然后将基质浸入第二种溶剂(称为反溶剂)中,该溶剂选择性地抓住前体 - 溶剂并将其搅拌掉

剩下的是一块超光滑的钙钛矿晶体薄膜

在这项新的研究中,NREL的博士后研究员Zhou和Mengjin Yang开发了一种将钙钛矿晶体生长到更大尺寸的技巧

诀窍是添加过量的有机前体,最初“胶合”小钙钛矿晶体并帮助它们在热处理过程中合并成较大的晶体,然后将多余的前体烧掉

“大面积的全覆盖和均匀性来自溶剂法,”Padture说

“一旦我们有了这个覆盖范围,那么我们就会增加晶体的大小

这给了我们一部缺陷少,效率更高的电影

“这项最新工作达到的15%效率是一个良好的开端,Padture说,但仍有改进的空间

最终,他希望在大面积细胞中达到20%到25%,并且他认为使用这种方法或类似方法可以达到标记

内布拉斯加大学林肯分校的Padture及其同事最近获得了美国国家科学基金会400万美元的拨款,以扩大他们的钙钛矿研究

论文的其他作者是曾轶宁,江春生,以及NREL的朱朱

该工作得到了美国能源部(DE-AC36-08-GO28308和DE-FOA-0000990)和国家科学基金会(DMR-1305913)的支持

出版物:Mengjin Yang,etla

,“Square-Centimeter Solution-Processed Planar CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池,效率超过15%”,Advanced Materials,2015; DOI:10.1002 / adma.201502586来源:布朗大学