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為了最大限度的提高鈣鈦礦太陽(yáng)電池效率。ITMO大學(xué)物理和工程學(xué)院的研究人員研制出一種二氧化鈦和共振硅納米粒子漿料。

這種漿料提升了鈣鈦礦太陽(yáng)電池中的光電流電量，實(shí)現(xiàn)了效率的最大化。

研究人員表示，鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)電池的成本低，效率超過(guò)了25%，這讓鈣鈦礦電池成為最有前景的設(shè)備之一。他們需要改進(jìn)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的電荷收集能力或電荷生成層的光吸收性能。研究人員必須在鈣鈦礦電池中引入其他物質(zhì)或二維結(jié)構(gòu)，但這么做的價(jià)格高昂。

ITMO大學(xué)物理和工程學(xué)院的研究人員研制出一種二氧化鈦和共振硅納米粒子漿料，配圖不作參考

硅是自然界中最容易獲取的元素之一，研究人員因此使用了米氏共振硅納米粒子。他們利用膠體化學(xué)方法開(kāi)發(fā)了一種硅納米顆粒漿料，這種漿料可以準(zhǔn)確控制鈣鈦礦太陽(yáng)能電池內(nèi)部的光散射。

ITMO物理和工程學(xué)院的一名副研究員Aleksandra Furasova表示："我們已經(jīng)改進(jìn)了選擇性收集鈣鈦礦電池中的電子所需的鈦漿。在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中，我們按選定濃度向電子傳輸漿料中添加共振納米粒子。這樣一來(lái)，制備過(guò)程就不會(huì)變得復(fù)雜，而且硅顆粒也很便宜，這非常有幫助。”

研究人員分析了納米粒子的空間位置對(duì)光的傳播方向的影響。他們改變了納米粒子在漿料中的濃度，使所有入射光線都集中在鈣鈦礦上，這會(huì)影響光電轉(zhuǎn)換效率和主要的光伏參數(shù)。

研究人員利用多物理計(jì)算方法確定了最佳納米粒子濃度。他們研發(fā)了一種理想的漿料來(lái)創(chuàng)建電子傳輸層，這有助于實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的最高效率。多物理計(jì)算方法使他們能夠確定共振納米粒子的大小和間距，這些粒子會(huì)影響結(jié)構(gòu)光學(xué)和電物理特性。

ITMO物理和工程學(xué)院的教授Sergey Makarov表示："在這個(gè)項(xiàng)目中，我們采用了旋涂法。液體沉積在平坦的基材上，這意味著我們會(huì)得到均勻的薄膜。其他方法也可以用來(lái)升級(jí)這項(xiàng)技術(shù)，由此產(chǎn)生的漿料是一種多用途產(chǎn)品，可用于生產(chǎn)其他種類(lèi)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器以及其他基于鈣鈦礦的光電設(shè)備。"

鈣鈦礦是一種相對(duì)較新的科學(xué)材料。今年早些時(shí)候，來(lái)自沖繩科技大學(xué)研究生院的研究人員證明，以不同的方式創(chuàng)造鈣鈦礦所需的原材料或是這些電池取得成功的關(guān)鍵所在。他們使用了一種更精確的粉末加工方法，合成了名為FAPbI3的鈣鈦礦晶體粉末。

Mercom早些時(shí)候曾報(bào)道稱(chēng)，布朗大學(xué)的一個(gè)研究小組設(shè)計(jì)出一種分子膠水，這種分子膠水可以保持電池內(nèi)部的一個(gè)重要界面不出現(xiàn)衰減，從而提升鈣鈦礦太陽(yáng)電池的長(zhǎng)期可靠性。 

原標(biāo)題：納米粒子漿料研制成功！可最大限度提高鈣鈦礦太陽(yáng)電池效率