电池组件

高效太阳能电池终于实现了无铅化

2019-11-14 15:45:53 科技工作者之家—科界App

自2009年钙钛矿太阳能电池问世以来,其发展一直倍受科学家关注。钙钛矿太阳能电池的效率(28%)比其他类型的太阳能电池效率(15%~18%)高得多。然而,商用钙钛矿材料还存在重大缺陷:稳定性差,含有对健康不利的水溶性铅。

《自然·化学》杂志11月11日报道,美国普渡大学化学工程助理教授Letian Dou带领的团队开发了一种有机-无机结合的三明治结构钙钛矿材料,避免了铅的使用,并大大提高了稳定性。Dou说:“新结构非常令人兴奋。三明治结构和半导体量子阱非常相似,但它们的生产难度更低,对结构缺陷的耐受性也更好。”

半导体量子阱和超晶格是现代光电子技术的关键组件之一。然而,工程师们很难同时实现这类结构的无缺陷外延生长和化学成分、带结构微调。Dou的团队采用一种简单的处理步骤,实现了钙钛矿层的层间合并,得到了高稳定性的2D杂化钙钛矿。论文作者、博士后研究人员Yao Gao表示,新型有机-无机混合钙钛矿材料不仅具备优越的性价比,还为其他功能混合材料的设计提供了借鉴。他说:“很多科学家已经证实,太阳能电池是能够非常高效的。在新技术的帮助下,我们可以从本质上提升钙钛矿材料的稳定性。此外,不再使用高毒性的铅,使新材料更加绿色安全,从而能用于生物电子传感器的制造。”

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