科学家利用量子点让过氧化物太阳能电池更稳定更高效

虽然过氧化物太阳能电池在近阶段取得了长足的进步,但是依然有很多改进的空间。工程师们现在已经在配方中加入了一层量子点,从而产生了一种更稳定的太阳能电池,其效率接近历史记录。

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过氧化物材料之所以能成为有效的太阳能电池,有几个原因。它们的薄膜能够有效地吸收整个可见光的光谱,制造成本低,重量轻且灵活。但这种电池也存在不少问题,其中一个就是稳定性问题。在现实情境中可能会退化,而且转换效率会有较大幅度的下降。

在过去的研究中,科学家们试图通过添加笨重的分子、旧颜料、二维添加剂或辣椒化合物来提高稳定性。在新的研究中,EPFL 和韩国能源研究所的研究人员测试了一种新成分--量子点。这些微小的颗粒在被照亮时发出特定颜色的光,并开始在电视和太阳能电池等方面找到用途。

在这种情况下,该团队使用由一种氧化锡制成的量子点作为该设备的电子传输层。该层将过氧化物产生的电子运送到电极中,因此能量可以被使用。与该层通常使用的二氧化钛材料相比,量子点不仅提高了该设备捕捉光线的能力,同时也减少了有时发生在两层之间的效应(通常会降低效率)。

总的来说,研究小组发现,带有量子点层的过氧化物太阳能电池的效率高达 25.7%--与目前由一个面积为 0.08 平方厘米(0.01英寸)的设备创造的过氧化物记录仅差 0.1%。更大的太阳能电池的效率也不错:研究小组记录了1平方厘米(0.2英寸)电池的23.3%的效率,20平方厘米(3.1英寸)的21.7%,64平方厘米(9.9英寸)的20.6%。

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