中国科学技术大学在《Science》发表论文,关于太阳能电池方面!

2020-03-08 21:38:42 浏览: 598次 来源:江西贝博太阳能灯 作者:江西贝博太阳能灯
我国是太阳能清洁动力的需求大国,可是土地资源名贵。因而, 如果能运用相同的光伏体系占地面积,在现有晶硅电池的基础上进步30%的发电量将具有重要经济和社会效益,也是太阳能研讨人员和光伏工业界长时间寻求的方针。
近来,中国科学技能大学(化学与资料科学学院资料系,中科院能量转化资料要点试验室)徐集贤教授和美国科罗拉多大学Mike McGehee教授以联合通讯的方法宣布了晶硅-钙钛矿二端叠层太阳能电池的重要发展。经过运用改善的钙钛矿光伏薄膜与功率为~21%的晶硅电池进行光电耦合,将太阳能转化功率进步到27%(图1),证明了运用叠层技能大幅打破硅电池理论极限的可行性和巨大远景。效果以“Triple-halide wide–band gap perovskites with suppressed phase segregation for efficient tandems”为题宣布在学术杂志《Science》上。
图1. 硅基-钙钛矿二端叠层电池的结构和光伏功率。(A)结构暗示;(B)器材剖面的电子显微图画;(C)光伏曲线;(D)上下两节电池的光谱呼应曲线。
传统晶硅电池能够吸收太阳光中的可见光和近红外光并转化为电能,可是可见区的光子存在热弛豫现象而导致一部分能量以热能方式丢失。运用叠层电池技能,在晶硅电池外表直接制备能够高效转化可见光的钙钛矿多晶薄膜器材,而硅电池只担任转化从钙钛矿薄膜透过的红外光,二者合作在理论上能够将光伏功率提升到40%以上。当时的应战是,宽带隙的金属-卤化物钙钛矿在光照下因为离子运动存在卤素I和Br相的“光致相别离”问题,这减小了光伏转化电压和安稳性。
针对这一难题,研讨人员经过很多试验发现:经过恰当引进Cs和Br离子调理晶格,是能够进一步引进Cl离子相构成安稳的I/Br/Cl三相合金,并且引进的Cl相能够进一步有用进步钙钛矿的吸收带隙。而以往的研讨以为Cl相很难被引进钙钛矿合金,并且不能有用调理钙钛矿带隙,因而该发现有助于人们更深入的知道金属-卤素钙钛矿的三相合金空间。I/Br/Cl三卤素合金的新式钙钛矿有用按捺了“光致相别离”问题,能够在100倍太阳的高强度照射下坚持相安稳,这也为进一步展开聚光光伏供给了或许(图2)。
图 2. 传统I/Br合金钙钛矿在(A)10倍太阳和(B)100倍太阳强度下呈现荧光红移,即相别离;新式I/Br/Cl合金钙钛矿在(D)10倍太阳和(E)100倍太阳强度下荧光不只没有红移并且呈现蓝移,即坚持了相安稳。
由I/Br/Cl三卤素合金钙钛矿薄膜构建的叠层电池的电压挨近1.9V,是当时文献陈述的最好成果。改善的钙钛矿电池在60摄氏度下的最大功率点接连测验1000个小时功率丢失低于4%。为了进一步迈向实用化,硅基-钙钛矿二端叠层电池还需要继续进步转化功率(>30%),并完成更长时间的安稳性。
科罗拉多大学博德分校为论文的榜首单位,中国科学技能大学为合作单位。徐集贤教授为论文的一起通讯作者和一起榜首作者。其他合作单位还包含美国斯坦福大学、美国亚利桑那州立大学、美国新动力国家试验室。
来历:中国科学技能大学 中国科学技能大学化学与资料科学学院

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