22:09 2020年07月09日
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莫斯科國立鋼鐵合金學院(「莫斯科國立鋼鐵合金學院」國立研究技術大學)的科學家與A.N. 弗魯姆金物理化學和電化學研究所、以及Tor Vergata大學(意大利)的同事借助碘化銅中間層,達到了鈣鈦礦元素的較大穩定性和效率 - 這是太陽能電池有前景的基礎 。

這些研究發表在"Materials"上.
鈣鈦礦材料是新出現的一類半導體,用於光電子學,被認為是太陽能電池生產中硅的有效替代品。科學家們決定改正它們的主要缺點 — 不穩定性。在此分子甲基胺 — 鉛 — 碘-3(MAPbI₃)起著關鍵作用。
"莫斯科國立鋼鐵合金學院"國立研究技術大學有前景的太陽能實驗室研究員達尼拉·薩拉寧解釋到:"光活性MAPbI₃層在傳輸正電荷的傳輸層表面結晶(在我們的情況下是氧化鎳,NiO)。眾所周知,隨著具有光活性MAPbI 3層的鈣鈦礦太陽能電池的恆定照射和後續加熱,釋放出遊離碘和氫碘酸,損害鈣鈦礦層和NiO層之間的界面,形成許多缺陷 — 並且顯著降低設備的穩定性和效率"。

為了消除這個問題,科學家們使用了額外的碘化銅層 — 鈣鈦礦和空穴傳輸NiO之間的半導體。達尼拉·薩拉寧指出:"這種材料在光的作用下沒有如此迅速的降解,同時釋放出類似於所用鈣鈦礦材料的碘化合物。此外,附加的p層使得可以改善正電荷的收集並顯著降低光吸收和空穴傳輸層之間過渡處的缺陷密集度"。
正如科學家們自己解釋的那樣,依靠額外的有機層,穩定類似結構的鈣鈦礦元素和光活性層的成分並不是科學的新思路。然而,據他們所說,其他研究團隊在合成中引入了昂貴且複雜的材料(有機金屬化合物二茂鐵的衍生物、低分子有機半導體)。

"莫斯科國立鋼鐵合金學院"國立研究技術大學的科學家跟同事們首先嘗試使用碘化銅 — 更實惠且易於使用的無機材料。根據他們的觀察,改善鈣鈦礦元素的結構使其工作穩定性平均提高了40%,效率提高到15.2%。

根據創作者的說法,成品元件的厚度小於1微米 — 比硅太陽能電池的厚度小十倍。

接下來科學家們打算創建類似的間層來穩定負電荷的轉移,以及將技術擴展到寬幅模塊的大小。

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