据外媒报道,华中科技大学的研究团队设计、制造并独立测试了一种全钙钛矿叠层太阳能电池,其效率达到创纪录水平。相关论文发表在期刊《自然通讯(Nature Communications)》上。
(图片来源:nature.com)
钙钛矿叠层太阳能电池将两种材料结合起来,以吸收更广泛的阳光光谱能量,从而提高了效率。通常情况下,它们是通过将钙钛矿顶部与由另一种材料(如硅或不同形式的钙钛矿)制成的底部电池配对而制成。
钙钛矿是一种主要由钛酸钙构成的矿物。太阳能电池制造商一直在进行测试,以用钙铁矿代替硅,因为它的成本更低、更高效、更容易制造,并且允许太阳能电池采用不均匀甚至可弯曲的结构。然而,由于难以生产无缺陷的面板表面,钙钛矿的商业应用受到限制。这些缺陷会导致非辐射能量损失,从而降低电池的效率。在这项新工作中,研究团队发现使用缺陷少得多的材料来制造电池的方法,从而实现了创纪录效率水平。
该工作涉及开发一种表面重建技术,以减少钙钛矿顶部电池的表面缺陷。该技术使用BDA和EDAI2来修饰(抛光)电池表面。该团队能够创建一种Sn-Pb混合钙钛矿薄膜,其缺陷比用其他技术或材料制成的薄膜少。这样可以改善载流子输运,并减少传输层的能量损失。
为了测试这种新技术,研究人员创建并抛光顶部电池,以作为吸光层;接着,将其放置在由C60制成的电子传输层上,空穴输送层由PEDOT:PSS制成;然后,添加金触点。测试表明,该电池的功率转换效率为28.49%(经过独立验证)。他们还指出,该电池具有耐用性,在连续运行550小时后仍能保持最佳性能。