NREL项目提高了钙钛矿稳定性

NREL、CU Boulder和托莱多大学合作开发了效率为25.5%的串联电池

 

美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的科学家展示了一种锡铅钙钛矿电池，该电池克服了稳定性问题，提高了效率。这种新电池采用两层钙钛矿串联设计，效率为25.5%。

 

新的NREL电池在连续运行1500小时或超过62天后，仍保持其最大效率的80%。

 

NREL资深科学家、详细介绍该研究的一篇新论文的合著者Kai Zhu说：“这代表了实验室中的加速老化试验。在这种串联效率水平下，文献中报道的最佳稳定性通常为数百小时。”

 

有关新电池的详细信息，请参见《自然能源》杂志上的“通过2D阳离子工程对所有钙钛矿串联太阳能电池进行Sn-Pb窄带隙钙钛矿的载流子控制，提高了效率和稳定性”。

钙钛矿是指晶体结构，而不是硅等特定元素，太阳能电池由附着在基板上的化学溶液制成。两位通讯作者Kai Zhu和Jinhui Tong表示，串联钙钛矿电池的效率可以达到30%以上。钙钛矿电池中的两层连接在一起可以捕获略有不同的太阳光谱片段。

 

NREL的其他合著者包括Qi Jiang（合著者）、Andrew Ferguson、Axel Palmstrom、Ji Hao、Sean Dunfield、Amy Louks、Steven Harvey、Haipeng Lu、Ryan France、Fei Zhang、Mengjin Yang、John Geisz、Matthew Beard、Darius Kuciauskas和Joseph Berry。其他贡献者来自科罗拉多大学博尔德分校和托莱多大学。

 

其中许多研究人员在《科学》杂志2019年发表的一篇论文中展示了一种锡铅串联钙钛矿电池，其效率为23.1%。他们通过添加化合物硫氰酸胍来弥补锡引起的任何问题，从而显著改善了电池的结构和光电性能。

 

与迁移相关的更长的载流子寿命提高了电池的效率。硫氰酸胍的加入将载流子寿命从200纳秒（每纳秒是十亿分之一秒）提高到1微秒（或百万分之一秒）。

 

在早期实验的基础上，科学家们添加了碘化苯乙基铵和硫氰酸胍。改进后的锡铅钙钛矿的载流子寿命提高到约9微秒。组合添加剂还将与锡氧化相关的缺陷密度降低到锡铅钙钛矿前所未有的水平，与纯铅钙钛矿的值相似。

 

新电池的电压也有所改善，达到2.1142伏。相比之下，经过最佳认证的串联器件的电压为2.048伏。

 

美国能源部太阳能技术办公室资助了这项研究。

 

声明：本篇文章属于原创，拒绝转载，如果需要转载，请联系我们，联系电话：0755-25988571。