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全新电子传输层登场,太阳能转换效率有望提高 16%

时间:2019-03-07 作者:Technews 阅读:
钙钛矿太阳能电池基本上是由金属卤化物化合物构成,具有多种材料配方与排列组合,而最近日本大学团队成功在钙钛矿材料研究有所突破,团队将两种氧化钛层迭起制成电子传输层后,太阳能转换效率有望提高 16.82%。

钙钛矿太阳能电池基本上是由金属卤化物化合物构成,具有多种材料配方与排列组合,而最近日本大学团队成功在钙钛矿材料研究有所突破,团队将两种氧化钛层叠起制成电子传输层后,太阳能转换效率有望提高 16.82%。sdIEETC-电子工程专辑

由于硅晶太阳能制程繁琐,需要真空与超过 1,000℃ 的高温制造环境,现在已有许多科学家将研究目标转换到其他新兴太阳能电池技术,其中钙钛矿太阳能就是备受看好的生力军之一,除了可运用全溶液制成技术、在低温下制造,材料成本也相对低廉,更可透过喷涂与印刷技术来制造可挠或是大型电池。sdIEETC-电子工程专辑

钙钛矿太阳能的电池结构大多为阴极-电子传输层-钙钛矿的光吸收层(主动层)-电洞传输层-阳极,当电池吸收阳光时,会在主动层产生电子电洞对,科学家则运用传输层来控制电子与电洞,进而产生电流与电压。sdIEETC-电子工程专辑

而由金泽大学与东海大学(Tokai University)等大学组成的日本团队则看好暨透明又轻薄的氧化钛,决定以板钛矿与纯锐钛矿两种氧化钛材料制造成全新的电子传输层。sdIEETC-电子工程专辑

团队首先以低温、水性环保方法打造板钛矿纳米粒子,同时将溶液喷涂在透明玻璃与加热到 450℃ 来制造锐钛矿层,之后再分别制出多相锐钛矿-板钛矿、板钛矿-锐钛矿组合与直接将锐钛矿跟板钛矿做成的单相电子传输层,这样一来科学家就可以比较与测量各种不同的型态、光学与结构特征,最终知晓哪种最适合用在太阳能电池。sdIEETC-电子工程专辑

实验指出,板钛矿电子传输层的功率转换效率已超越过去研究高达 14.92%,锐钛矿-板钛矿则是 16.82%。东海大学化学系副教授 Koji Tomita 表示,透过在锐钛矿层迭上板钛矿,团队未来有望将钙钛矿太阳能转换效率提高16.82%。sdIEETC-电子工程专辑

论文第一作者 Md. Shahiduzzaman 表示,这些材料与组合可让科学家更容易控制电子,可有效防止电荷在钛钙矿与电子传输层之间重新组合,最终得以提高太阳能转换效率。sdIEETC-电子工程专辑

研究团队未来也将持续优化电子传输层设计,希望可进一步加速钙钛矿太阳能的商业化进展,使人们在将来有一天能使用低成本又可挠的太阳能板。sdIEETC-电子工程专辑

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