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采用倾斜静电式注入沉积而形成的氧化钛薄膜能够研制出高效钙钛矿太阳能电池
2020-02-14

[据技术探索网站2020年2月10日报道]  为了打造一个更可持续的未来,全世界的人们都越来越认可高效获取太阳能的需求了。而为了满足人们在这一领域的需求,一种基于钙钛矿晶体材料的新型太阳能电池正与传统的硅材料进行着较量。为了开发出钙钛矿太阳能电池的商业潜力,这种电池正在不断地被优化。与此同时,由金泽大学(日本研究型综合国立大学)的研究人员为首成立的一个小组已经公布了一种简单的新型斜静电喷墨的方法,不需采用真空环境来充当一个电子传输层,就能够在导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃式基质上沉积出一个氧化钛致密层,以此提高钙钛矿太阳能电池的效率。这些发现发表在《科学报告》中。

钙钛矿太阳能电池由不同的组件层组成,这些组件层都发挥着特定的作用。通常情况下,电子传输层都由氧化钛组成,能够将携带电荷的电子传送至电极,同时还能阻止那些会与电子进行重组的空穴传输,防止电子流动。因此,建立一个有着适宜厚度、均匀、无缺陷且完整的氧化钛层对制造高效太阳能电池至关重要。

迄今报告的许多氧化钛沉积技术都有诸如覆盖率低、再现性差抑或是不便于扩大使用规模等有关的限制。此外,它们还需要一些像真空环境这样极具挑战性的制备条件。金泽大学的研究人员公布了一种操作简单且成本低的斜静电喷墨方法,不需采用真空环境就能够建立一个致密层。

此项研究的带头作者助理教授沙希杜扎曼博士表示:“我们的技术能够构成均匀的电子传输层,其厚度可以通过控制沉积时间来改变。采用我们的方法所研制出来的太阳能电池,其能量转换效率高达13.19%,再加上这种技术还有其他的优点,实现太阳能电池生产规模化以及应用商业化还是很有可能的。”

沙希杜扎曼博士还表示:“一种最佳的电子传输层沉积方法要拥有许多特性,才能研制出高效的太阳能电池。在不需要真空环境的条件下,能够花费较低的成本来控制电子传输层的厚度并形成一个均匀、可复制的电子传输层。这种能力拥有迄今为止都未曾公布过的一连串独特优势。我们希望这些特性能够提高太阳能电池的能量转换效率并促进其在商业有关领域的规模扩大,能够有助于鼓励全世界的人们使用清洁能源。”(国家工业信息安全发展研究中心 朱航琪

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