跳动百科

科学家在原子尺度上揭示氯如何稳定下一代太阳能电池

摘要 科学家们对钙钛矿表层的原子进行了成像,这是一种革命性的晶体材料,可在下一代太阳能电池中收集光该研究揭示了氯,一种提高钙钛矿层稳定性

科学家们对钙钛矿表层的原子进行了成像,这是一种革命性的晶体材料,可在下一代太阳能电池中收集光

该研究揭示了氯,一种提高钙钛矿层稳定性的掺杂剂,是如何结合到钙钛矿晶体结构中的

研究人员在晶体结构中氯取代碘的位置观察到了表面上的黑色凹陷

研究人员发现,14.8% 是钙钛矿材料表层氯的最佳浓度,提供高稳定性

日本冲绳科技大学研究生院(OIST)能源材料与表面科学系齐亚兵教授领导的一组研究人员对光吸收层表面的原子进行了一种新型成像下一代太阳能电池,由称为金属卤化物钙钛矿的晶体材料制成。

他们的研究结果发表在《能源与环境科学》杂志上,解决了太阳能技术领域长期存在的谜团,展示了如何将可提高功率和稳定性的氯掺入钙钛矿材料中。

在一个现在由清洁、绿色能源需求推动的世界中,太阳能是摆脱气候危机的重要途径。金属卤化物钙钛矿是一种新兴材料,许多研究人员希望有一天能够超越或补充目前主导市场的硅太阳能电池。

“钙钛矿有可能比硅更便宜、更高效、更通用,”第一作者、OIST 能源材料和表面科学部门的前博士生 Afshan Jamshaid 博士说。

但目前,钙钛矿太阳能电池在效率、规模化和稳定性方面存在问题,阻碍了它们的商业化。Jamshaid 博士解释说,高温、潮湿和紫外线会使钙钛矿材料降解,从而降低其将光能转化为电能的能力。

在过去的十年中,研究人员一直专注于解决这些问题。改进钙钛矿太阳能电池的一种方法是使用掺杂剂——在制造钙钛矿晶体层的过程中添加的少量另一种化学物质。掺杂剂会改变材料的物理和化学特性,从而提高太阳能设备的稳定性和效率。

一种这样的掺杂剂是氯,它已被证明可以延长钙钛矿太阳能电池的寿命并提高其功率转换效率。但直到现在,这种掺杂剂的工作原理还是一个谜。