新研究:有助于改善钙钛矿太阳能电池的耐用性

美国物理学联合会官网近日报道,中国苏州大学的研究人员们查验了钙钛矿材料内在不稳定性发挥作用的机制,以及影响钙钛矿太阳能电池性能的几项退化因素。

作为太阳能电池中的活性层,钙钛矿材料正变得越来越受欢迎。这些材料中的内力在晶体结构中引起了畸变,降低了对称性,并导致内在不稳定性,也容易导致环境退化。

近日,中国苏州大学的研究人员们查验了这种内在不稳定性发挥作用的机制,以及影响钙钛矿太阳能电池性能的几项退化因素。在一篇更新发表于美国物理学联合会出版的期刊《APL Materials》上的论文中,研究人员阐明了影响退化的因素,并总结出适合耐用型钙钛矿太阳能电池的可行方案。

新研究:有助于改善钙钛矿太阳能电池的耐用性

影响钙钛矿光伏太阳能电池性能的电化学与环境因素是相互联系的。研究人员通过调整材料的化学与结构作出了一些改进。(图片来源:论文作者)

论文作者王照奎(Zhao-Kui Wang)表示:“如果你想要改善钙钛矿太阳能电池的耐用性,那么重要的是,去理解处于光线、热量、湿度、电化学环境等不同条件下的退化机制以及内在稳定性。重要的是,要保证钙钛矿和其他层具有最佳的内在稳定性,然后做一些调整来进一步改善环境耐性。”

这篇论文聚焦于研究太阳能电池中活性层引起的化学退化。它也考虑了钙钛矿层中的内在稳定性,以及潮湿、氧气、光线和热量等环境因素。

论文作者们表示,组合工程和键合钝化(减少这些材料中细微缝隙的一项工艺)是非常有前景的方法,涉及掺杂、修改以及调整钙钛矿薄膜和器件的耐用性。

论文作者们也强调了疏水材料、宽带隙材料以及离子液体在优化不同环境条件下光伏电池耐用性方面的好处。例如,他们建议在钙钛矿材料中制造一种二维-三维异质结构,以改善其空气稳定性。

论文作者们表示,离子液体颇具前景,因为它们可以抑制离子迁移,这对于保证热稳定性以及减缓光致衰减来说很重要。这样的离子液体可以很容易被修改,从而具有过滤水分的疏水性。

王教授表示:“不稳定性降低,意味着离子液体可以作为一种环境友好的钙钛矿溶剂,然而器件的效率仍然有待改善。”

论文作者们鼓励其他人继续寻找具有特定能量传导范围的材料,即所谓的宽带隙材料,以提升钙钛矿光伏电池的稳定性。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

新研究:有助于改善钙钛矿太阳能电池的耐用性

王教授表示:“我们提出了纯氧稳定性以及弹性稳定性的概念,这很值得其他研究人员关注。进一步说,我们希望这些策略不仅对钙钛矿太阳能电池有用,也对其他光伏电气系统有用,例如有机光伏电池、光电探测器以及发光二极管。”

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