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新技术为完美钙钛矿铺平了道路

导读一种名为有机-无机卤化物钙钛矿的令人兴奋的新型太阳能材料有朝一日可以帮助美国实现其太阳能雄心并使电网脱碳。钙钛矿太阳能材料比硅薄一

一种名为有机-无机卤化物钙钛矿的令人兴奋的新型太阳能材料有朝一日可以帮助美国实现其太阳能雄心并使电网脱碳。钙钛矿太阳能材料比硅薄一千倍,只需改变它们的成分组合,就可以调整以响应太阳光谱的不同颜色。

通常由有机分子(如甲基铵)和无机金属卤化物(如碘化铅)制成,混合钙钛矿太阳能材料对其分子结构中的缺陷具有很高的耐受性,并且比太阳能行业的标准硅更有效地吸收可见光。

总而言之,这些特性使钙钛矿不仅在光伏发电(将光转化为电能的技术)中,而且在其他类型的响应或控制光的电子设备(包括发光二极管 (LED)、检测器和激光器)中成为有前途的活性层。

“虽然钙钛矿为大大扩展太阳能提供了巨大潜力,但它们尚未商业化,因为它们可靠的合成和长期稳定性长期以来一直对科学家构成挑战,”纳米科学用户设施分子铸造厂的科学家Carolin Sutter-Fella说。在劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)。“现在,一条通往完美钙钛矿的道路可能很快就会触手可及。”

甲最近自然通讯研究通过萨特-Fella的共同领导报告说,太阳能材料制造可通过一个复杂的新仪器来辅助使用两种类型的光-隐形透视光和可见激光-探测的钙钛矿材料的晶体结构和合成时的光学性质。

“当人们制造太阳能薄膜时,他们通常有一个专门的合成实验室,需要去另一个实验室对其进行表征。通过我们的开发,您可以在同一时间、同一地点完全合成和表征一种材料,”她说。

对于这项工作,Sutter-Fella 组建了一支由顶尖科学家和工程师组成的国际团队,在伯克利实验室的高级光源(ALS) 中为 X 射线束线终端站配备了激光器。

新仪器的高强度 X 射线使研究人员能够探测钙钛矿材料的晶体结构并揭示有关快速化学过程的细节。例如,它可用于表征在一滴固化剂将液体前体溶液转化为固体薄膜之前和之后发生的情况。

同时,它的激光可用于在钙钛矿薄膜中产生电子和空穴(电荷载流子),使科学家能够观察太阳能材料对光的反应,无论是作为成品还是在材料的中间阶段合成。

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