研究人员提高太阳能电池的效率、稳定性

普渡大学的研究人员创造了多功能配体,提高了钙钛矿太阳能电池的电荷转移、功率转换能力和长期稳定性。

通过史蒂夫·马丁 2023年1月27日
马珂是普渡大学戴维森化学工程学院的博士后研究助理,他在一个充满氮气的手套箱前研究钙钛矿太阳能电池的制造。Ma和普渡大学的其他研究人员开发了共轭配体,提高了钙钛矿太阳能电池的电荷转移、功率转换能力和长期稳定性。文森特·沃尔特,普渡大学

能效见解

  • 普渡大学(Purdue University)的研究人员创造出了改善钙钛矿太阳能电池的多功能配体。
  • 钙钛矿太阳能电池比硅板更轻更薄,降低了运输和安装成本,而且它们也更灵活。

普渡大学的研究人员创造了多功能配体,提高了钙钛矿太阳能电池的电荷转移、功率转换能力和长期稳定性。钙钛矿是一种可以由不同元素形成的材料,具有各种电学、光学和物理特性。钙钛矿可以通过类似于印刷报纸的简单技术制成太阳能电池;与生产传统硅电池的技术相比,这种技术成本更低,能耗更低。

钙钛矿太阳能电池板也比硅电池板更薄、更轻,使得运输和安装成本更低。它们可以做得很轻,机械灵活,便于携带。Letian窦查尔斯·戴维森化学工程副教授戴维森化学工程学院他说,钙钛矿太阳能电池的一些特性限制了它们的效率。

窦说:“这些太阳能电池缺乏有效的电荷转移,在长时间的光照下不稳定且脆弱,这往往会导致退化。”“稳定性差意味着产品寿命较短,消费者需要更频繁地更换面板。钙钛矿可能不能像硅一样稳定25年,但成功商业化至少需要10年。更换电池板也增加了劳动力成本。”

窦说,传统的太阳能电池需要钙钛矿和有机电荷收集层之间的关键界面。他说需要一种分子“胶水”,但传统的分子会阻碍电流流动。

窦说:“我们的共轭配体与钙钛矿晶格完美契合,可以帮助构建2D-on-3D钙钛矿异质结构,这进一步增强了太阳能电池板的稳定性。”

窦和他的团队已经在实验室中测试了这种创新配体。

窦说:“我们使用配体实现了近25%的功率转换效率,而没有配体的功率转换效率不到20%。”“我们还将在65°C下测试的寿命提高到2400小时以上,比没有配体的寿命长4倍。”

窦和他的团队正在采取额外的措施来改进配体。

窦说:“我们正在研究新的配体,以进一步推进我们已经取得的成就:超过25%的功率转换效率和超过10,000小时的使用寿命。”“我们也正在努力将配体应用于更大面积的太阳能模块。我们希望在一年左右的时间内实现这些目标。”

-由Chris Vavra编辑,网页内容经理,控制工程, CFE媒体与技术,cvavra@cfemedia.com


作者简介:史蒂夫·马丁,普渡大学