瑞典与新加波大学跨国合作 携手研发无铅双钙钛矿电池薄膜
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-04-29
钙钛矿电池是近年来进步飞快的太阳能技术,已从 2009 年的 3.81% 提升到可与晶硅电池竞争的 22%,不过当前高效率钙钛矿电池大多含有有毒物质铅,导致钙钛矿太阳能难以推广,因此找出替代材料为各厂与研究单位研发重点。
如今科学家离无铅钙钛矿太阳能电池目标又更进一步了,瑞典林雪坪大学(LiU)与新加坡南洋理工大学(NTU)日前成功研发出无铅双钙钛矿电池薄膜,且具有良好的光电特性。
该团队目标以一价(monovalent)与三价金属来代替二价金属铅,并制造出拥有密集堆积晶体的双钙钛矿单层薄膜,这类薄膜可当作太阳能电池中的活性层(active layer),吸收太阳光并转换成载流子。NTU 资深讲师 Feng Gao 指出,这些载流子在材料中有较长的扩散长度(diffusion lengths),为太阳能电池的必要条件。
不过该太阳能电池的转换效率目前着实不高,只有 1%,但团队并没有气馁,Feng Gao 表示,“团队已经迈出第一步,还找出制造活性层的方法,我们已经找出许多方法来提高效率。”
研究员目前已计算出超过 4,000 种双钙钛矿电池材料组合方式,未来将使用理论计算(theoretical calculation)逐步确定最佳组合,团队也希望之后可将无铅双钙钛矿薄膜电池从琥珀色变成深色系,让电池可以吸收更多光。
两校结合将有助于双钙钛矿电池研发,Feng Gao 表示,NTU 团队是光物理(photophysics)专家,LiU 则是擅长材料科学和元件物理,透过不同专业领域相辅相成。
现在已有不少研究单位正在研发无铅钙钛矿太阳能,例如美国布朗大学与内布拉斯加大学林肯分校(UNL)便利用电脑模拟,认为一种含铯、钛和卤素成分(溴或碘)的钙钛矿电池是个良好候选材料,目前正火如荼测试中。该团队还希望可将钙钛矿电池与硅晶电池结合,制作出“串联”太阳能电池,借由设计多层、不同能隙的材料来提升光电转换效率。
(本文由 EnergyTrend授权转载;图片来源:Link?ping University)
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