科学家尝试用有机颜料为全新钙钛矿太阳能电池设计带来稳定性

2020年12月03日 14:40 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,自从科学家2009年首次描述了钙钛矿太阳能电池以来,相关技术已经取得了飞跃式的发展,在最近的设计中,效率从4%左右提高到了20%甚至更高的水平。然而,有一个缺点是,这种电池具有不稳定性的性能。佛罗里达州立大学的科学家们已经向解决这个问题迈出了一步,他们采用了一种新的设计,加入了一种古老的有机颜料来保持效率。

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在过去的几年里,科学家已经研究了许多有前景的方法来加强钙钛矿太阳能电池的稳定性。这些方法包括整合笨重的分子,使用小剂量的高强度光,加入石墨烯或受昆虫眼睛启发的构造方法。所有这些方法都是为了克服钙钛矿太阳能电池的耐久性问题,因为它在环境条件下会迅速退化。

佛罗里达州立大学的团队在这个组合中又增加了一个可能的解决方案,其形式是1958年发现的一种叫做喹吖啶酮的有机颜料。科学家们正在实验基于碘化甲基铵铅的钙钛矿太阳能电池,其本身的效率达到了18.9%。

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该团队在电池结构中加入了一层喹吖啶酮衍生物,并将这一效率提升至21.1%。更令人印象深刻的是,即使在环境条件下使用了1000次,该电池仍能保持90%的效率。事实证明,该电池还具有疏水性,能主动排斥其表面的水。

“颜料丰富,成本低,而且耐用,”研究作者马必武说。“当我们将它们与钙钛矿结合起来时,我们可以生成新的高性能混合系统。这是用旧的和新的,它们一起产生了一些真正令人兴奋的东西。”

该研究发表在《Angewandte Chemie》杂志上。

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