德累斯顿工业大学开发的光伏新概念

光伏电池的目的是将阳光转化为电能。通过吸收阳光，产生成对的电荷载流子，然后需要被引导到光伏二极管的相对侧以产生电流。为了促进这一过程，大多数太阳能电池都包含一个异质结，它提供了一个有利的能量环境来驱动电荷分离。例如，硅太阳能电池通过对器件的每一侧进行电掺杂来形成异质结，从而形成 pn 结。另一方面，有机太阳能电池依靠混合不同类型的材料来形成体异质结。然而，这些概念通常不适用于新兴类别的新型光伏材料。

德累斯顿工业大学的研究团队现在展示了一个全新的光伏异质结形成概念。为此，研究人员利用了这样一个事实，即材料通常可以以不同的结构配置存在，称为晶相。这种现象称为多态性，意味着同一种材料可以表现出不同的特性，这取决于其结构中原子和分子的特定排列。

该研究团队首次展示了相异质结太阳能电池的形成。具体来说，研究人员选择了处于β和γ相的铯碘化铅钙钛矿——一种高效的太阳能电池吸收材料——来实现他们的新概念。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问：https://byteclicks.com

通过在 β 钙钛矿之上放置一个 γ 钙钛矿，研究人员能够制造出一种相异质结太阳能电池，与基于单相钙钛矿的太阳能电池相比，它的效率要高得多。先进的光谱分析表明，这种性能的提高与光吸收的增加和两相之间有利的能量排列的形成有关。

重要的是，研究人员证实，相异质结在太阳能电池运行期间保持稳定，甚至抑制了太阳能电池吸收器中的离子迁移，解决了钙钛矿材料的一个常见问题。

为了实现相异质结概念，科学家们对顶层和底层采用了两种不同的制造工艺。这种通用方法为将来形成其他此类结构开辟了道路。。由于许多半导体类别都表现出多态性，因此该概念可以为基于相异质结的全新应用铺平道路，该异质结可以使用简单且廉价的制造工艺由单一材料制成。

相关研究成果发表在Nature Energy上。