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高稳定性钙钛矿光伏的通用插层策略

金泽——由金泽大学纳米材料研究所领导的一组科学家证明,使用碘化铯 (CsI) 插层技术可以大大提高某些太阳能电池板的稳定性和效率。这项工作可能有助于使太阳能电池与其他可再生能源相比更具竞争力。

太阳能电池板有潜力成为一种丰富而清洁的能源。特别是具有钙钛矿晶体结构的光伏电池,以具有相同原子构型的矿物命名,具有许多吸引人的特点。它们的强光吸收和高电荷迁移率导致制造成本低和能量输出高。然而,钙钛矿太阳能电池的消费者部署受到这些电池有限的坚固性的阻碍,因为它们的结构在暴露于水分、光或热后会分解。因此,在人们开始在屋顶上安装基于钙钛矿的太阳能电池板之前,需要增加钙钛矿太阳能电池寿命的新配方来灌输消费者的信心。

现在,以金泽大学为首的一组科学家发现,将 CsI 添加到常用的 MAPbI3钙钛矿结构大大提高了所得器件的稳定性。Cs 原子迁移并“嵌入”到晶格中,改进后的器件显示出高达 18.43% 的功率转换效率。“混合有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池是一项发展非常迅速的技术,”通讯作者 Md. Shahiduzzaman 说。科学家们使用扫描电子显微镜证实,由于添加了 CsI,材料内部的晶粒尺寸也从 300 纳米增加到 700 纳米。他们假设铯的嵌入减少了原子平面之间的间距,因此空气中的水分不能轻易侵入。此外,表面变得更光滑,这允许电荷到达电极。通讯作者 Tetsuya Taima 说:“我们的方法使我们能够生产出对 CsI 插层进行精确控制的层。”这项工作可能有助于带来可再生能源的革命,其中钙钛矿太阳能电池板变得更加普遍。

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