25.1%！新技术助力钙钛矿光伏电池创造新效率纪录

来源：财联社 时间：2024-01-12 10:36

　　据报道，美国西北大学的研究人员再次提高了钙钛矿太阳能电池的标准，他们的一项新进展帮助这项新兴技术创造了新的效率记录。

　　最近发表在《科学》杂志上的研究结果描述了一种双分子解决方案，以克服阳光转化为能量时的效率损失。科学家们通过结合一种分子来解决所谓的表面重组，当电子被表面上缺失的原子所困时，电子就会丢失，第二种分子可以破坏层与层之间界面的重组。

　　由此，该团队实现了25.1%的效率，并得到美国国家可再生能源实验室（NREL）的认证，而早期的方法效率仅为24.09%。

　　西北大学教授Ted Sargent说：“钙钛矿太阳能技术发展迅速，研究和开发的重点正在从大块吸收器转移到界面上。这是进一步提高效率和稳定性的关键点，使我们更接近这条有前途的道路，实现更高效的太阳能收集。”

　　传统的太阳能电池是由高纯度的硅晶片制成的，这种硅晶片的生产非常耗能，而且只能吸收固定范围的太阳光谱。钙钛矿材料的大小和组成可以调整，以调整它们吸收的光的波长，使它们成为一种有利的、潜在的低成本、高效率的新兴串联技术。

　　从历史上看，钙钛矿太阳能电池由于其相对不稳定，一直受到提高效率的挑战。在过去的几年里，Sargent的实验室和其他实验室的进步使钙钛矿太阳能电池的效率达到了与硅电池相同的范围。

　　在最新的研究中，研究小组没有试图帮助电池吸收更多的阳光，而是专注于维持和保留产生的电子以提高效率的问题。当钙钛矿层与电池的电子传递层接触时，电子从一个层移动到另一个层。但是电子可以向外移动并填充，或者与钙钛矿层上存在的空穴“重组”。

　　“界面上的重组很复杂，”论文第一作者Cheng Liu，“使用一种分子来解决复杂的重组和保留电子是非常困难的，所以我们考虑了我们可以使用哪种分子组合来更全面地解决这个问题。”

　　该团队过去的研究发现，有证据表明PDAI2分子在解决界面重组方面做得很好。接下来，他们需要找到一种分子来修复表面缺陷，并防止电子与它们重新结合。最终，该小组将研究范围缩小到硫上，硫可以取代碳基团，以覆盖缺失的原子并抑制重组。

　　未来，研究小组还将进一步展开研究工作。他们说，“我们用两个分子来解决两种重组，但我们确信在界面上还有更多与缺陷相关的重组。我们需要尝试使用更多的分子聚集在一起，并确保所有分子在不破坏彼此功能的情况下协同工作。”（黄君芝）

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