钙钛矿前沿:缺陷耐受“奥秘”揭晓,为更高效组件铺平道路_SOLARZOOM光储亿家
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钙钛矿前沿:缺陷耐受“奥秘”揭晓,为更高效组件铺平道路
  • 2021-11-29 11:32:44
  • 浏览:10742
  • 来自:PV-Tech每日光伏新闻

  钙钛矿对缺陷的耐受度非常高,来自剑桥大学的研究人员揭开了背后的奥秘,这对太阳能光伏组件的未来效率会产生巨大的潜在影响。

  研究人员使用新的显微镜方法,“首次”观察了钙钛矿材料及其对结构缺陷的耐受度。研究人员得出的结论是,有两种形式的无序在平行运作:电子无序和化学无序。

  研究人员表示,正是由于化学无序将电荷载流子从这种 “陷阱”中引开,才缓解了缺陷造成的电子无序状态。

  研究显示,钙钛矿电池混乱、无序的结构是一种优势

  剑桥大学博士生、研究主要作者Kyle Frohna表示:"我们发现,化学无序这种‘好’无序可以将电荷载流子从可能陷入的陷阱中引开,缓解缺陷造成的‘坏’无序。”

  材料结构的异质性会导致出现令光伏性能下降的微观陷阱,虽然如此,即使在受损的情况下,钙钛矿仍展现出与多晶硅替代品相似的效率水平。

  事实上,该小组的早期研究表明,无序的、更混乱的结构可以提高钙钛矿材料的性能。

  这些发现将使该小组以及这一领域的其他人员进一步研究、探索和完善钙钛矿电池的制造方法,从而最大限度的提高组件转换效率。

  在过去的十年中,钙钛矿材料已经成为硅基太阳能组件的一种有前途的替代品。制造它们所需的铅盐既丰富、又便宜,而且它们可以在液体墨水中制造,通过印刷来生产材料薄膜。相比之下,需要大量的电力和时间来生产多晶硅组件所需的、高度有序的硅片结构。

  因此,太阳能领域的许多公司都在评估钙钛矿材料的潜在应用,美国能源部为钙钛矿开发研究提供了资金,东芝等公司也在探索如何最大限度的利用这种材料。

  研究人员还与剑桥大学Cavendish实验室、位于英国Didcot的钻石光源同步辐射设施和日本冲绳科学技术研究所展开了合作。研究人员使用几种不同的显微镜技术观察钙钛矿薄膜中的相同区域,进行多模态显微镜检查。

  剑桥大学化学工程和生物技术系皇家工程院研究员Miguel Anaya表示:"这种方法让我们找到了在纳米层面上进行优化的新途径,最终为目标应用提供了更出色的性能。”

  剑桥大学能源系助理教授Sam Stranks表示,这项研究“揭示了可能具有相似属性的新半导体的设计蓝图,也就是说,无序状态可以被用来调整性能。”

【责任编辑:sunnyz】
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关键字阅读: 钙钛矿电池 光伏组件
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