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中国研究人员开发出柔性全钙钛矿串联太阳能电池 效率为2...

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2024-4-21
发表于 2022-7-7 20:45:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

据外媒报道,南京大学(Nanjing University)、吉林大学(Jilin University)、上海科技大学(Shanghai Tech University)和华东师范大学(East China Normal University)的研究人员推出了一种新策略,以开发基于柔性钙钛矿的更高效太阳能电池。该策略通过使用两个基于咔唑核和膦酸锚定基团的空穴选择性分子来桥接钙钛矿与低温处理的NiO纳米晶体薄膜。




图片来源:期刊《Nature Energy》

研究人员设计的柔性全钙钛矿串联太阳能电池采用精心设计和成分。当该电池由具有宽带隙的钙钛矿薄膜组成的正面电芯被太阳照射时,它会吸收高能光子。另一方面,其后部电芯会吸收通过前部电芯的低能光子。

研究员之一、南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授称:“与刚性钙钛矿太阳能电池相比,轻质柔性全钙钛矿串联太阳能电池在运输、存储和安装方面更具成本效益,因此对建筑/车辆集成光伏(PV)、可穿戴电子产品、便携式能源系统和航空航天应用具有吸引力。与柔性单结钙钛矿太阳能电池相比,柔性全钙钛矿串联太阳能电池可以实现更高的效率。”

谭海仁及其同事使用两种基于咔唑核和膦酸锚定基团的空穴选择性分子的混合物来形成自组装单分子层(SAM)。实验表明,SAM分子不能直接应用于柔性太阳能电池中涂有ITO的柔性PET基板,因为会导致太阳能电池严重分流。为了克服这一挑战,谭海仁及其同事使用NiO纳米晶体来创建空穴传输层。

谭教授表示:“我们的新策略带来了创纪录的柔性太阳能电池。试验还表明,混合具有不同偶极矩的两种SAM(2PACz和MeO-2PACz)可以灵活地调整HTL 能级,因此能够更好地与钙钛矿吸收层能量对齐,从而显著提高了空穴提取效率。”

在最初的测试中,研究人员设计的太阳能电池实现了24.7%的显著效率,此前其他柔性薄膜太阳能电池从未达到该效率。谭海仁及其同事还表明,精心设计的基于分子的界面以桥接空穴传输层和钙钛矿薄膜可以显著提高太阳能电池的弯曲耐久性,使它们能够在10,000多个操作周期内保持其初始性能,弯曲半径仅为15毫米。

来源:盖世汽车网


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