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英国科学家发现下一代太阳能电池可以通过原子级的重新设计来改善

2017-05-15 273浏览 标签: 太阳能电池

2017年5月11日,英国帝国理工学院介绍了该校与英国巴斯大学的研究人员共同发现的关于解决钙钛矿电池不稳定性的可行新方法。研究人员揭开了这种新型太阳能电池在空气中分解的确切机制,并提出了可通过原子级重新设计来改善其稳定性的潜在方法。相关研究成果发表在了近期的“Nature Communications”(《自然通讯》)杂志上。

 

▲新鲜的(左)和降解后的(右)太阳能电池


随着太阳能电池的发展,被称为有机卤化铅钙钛矿的吸光材料以其更灵活的制备方式和更便宜的成本成为了代替硅的下一代太阳能电池材料的强劲候选。然而这种材料未能被广泛使用的一个原因就是钙钛矿电池在自然条件下会迅速降解,几天内就会大大降低其性能。这次,来自英国帝国理工学院和巴斯大学的研究人员确定了这种降解是由于钙钛矿材料被超氧化物所攻击而产生的


这种超氧化物是在钙钛矿被光照射后释放电子时与空气中的氧气生成的,其形成通常借助于钙钛矿结构中原本应该是碘分子的空位。碘化物虽然是钙钛矿材料自身的组成部分,但其中会包含一些缺陷,这些碘分子缺失的缺陷造成的空位则会被利用于超氧化物的形成。


研究团队发现,通过在制成后对材料添加额外的碘化物可提高材料的稳定性,但是研究团队也表示更长久的解决方案应该是通过原子级别的设计以消除碘化物的缺陷

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