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    新材料可以幫助改善鈣鈦礦太陽能電池的性能:新的研究可能會導致新材料的設計,以幫助改善鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的性能
    2021年04月25日    閱讀量:44979    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

    新的研究可能會導致新材料的設計,以幫助改善鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的性能。


    鈣鈦礦太陽能電池是一種新興的光伏技術,其功率轉換效率顯著提高到20%以上。


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    但是,由于鈣鈦礦材料所含的離子缺陷會在一個工作日內四處移動,因此PSC性能會受到影響中國建材網cnprofit.com。隨著這些缺陷的移動,它們會影響電池內部的內部電氣環境。


    鈣鈦礦材料負責吸收光以產生電子電荷,還有助于在電荷流失到稱為“重組”的過程之前,將電荷提取到外部電路中。


    大多數有害的重組可能發生在太陽能電池內的不同位置。在某些設計中,它主要發生在鈣鈦礦內部,而在另一些設計中,它發生在鈣鈦礦的邊緣,在該邊緣處鈣鈦礦與相鄰的被稱為傳輸層的材料接觸。


    樸茨茅斯,南安普敦和巴斯大學的研究人員現在已經開發出一種方法來調節傳輸層的性質,以鼓勵鈣鈦礦中的離子缺陷移動,從而抑制重組并導致更有效的電荷提取-增加落在最終可以使用的電池表面上的光能所占的比例。


    參與這項研究的樸茨茅斯大學的杰米·福斯特博士說:“謹慎的細胞設計可以操縱離子缺陷,使其移至增強電荷提取的區域,從而增加細胞可以傳遞的有用功率。 ?!?/p>


    這項發表在《能源與環境科學》上的研究表明,PSC的性能在很大程度上取決于介電常數(一種材料存儲電場的能力的量度)和傳輸層的有效摻雜密度。


    Foster博士說:“了解傳輸層特性如何以及影響傳輸性能對告知電池體系結構設計以獲得最大功率同時最大程度降低降解至關重要。


    “我們發現,由于離子電荷的積累和鈣鈦礦與傳輸層之間界面附近的窄層中的能帶彎曲,離子運動在穩態器件性能中起著重要作用。電勢的分布是確定電池瞬態和穩態行為的關鍵。


    “此外,我們建議可以調整每個傳輸層的摻雜密度和/或介電常數,以減少由于界面復合而造成的損耗。一旦確定了這種和限速載流子,我們的工作將提供一個系統的工具來進行調諧傳輸層屬性以提高性能?!?/p>


    研究人員還建議,使用具有低介電常數和摻雜的傳輸層制成的PSC,比具有高介電常數和摻雜的傳輸層更穩定。這是因為這種細胞在鈣鈦礦層內顯示出減少的離子空位積累,這與鈣鈦礦層邊緣的化學降解有關。


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