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中美科學(xué)家合作破解鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用難題
日期:2021-07-09   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_zhuzelin 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
從大連理工大學(xué)獲悉:近日,大連理工大學(xué)化工學(xué)院史彥濤教授團(tuán)隊(duì)與美國(guó)布朗大學(xué)Nitin P. Padture教授團(tuán)隊(duì)合作,通過表面鈍化并運(yùn)用斷裂力學(xué)基本原理發(fā)展出了一種協(xié)同策略,有效解決了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用難題。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(簡(jiǎn)稱PSCs)是當(dāng)今光伏領(lǐng)域研究前沿,柔性PSCs由于重量輕、可彎曲折疊、表面結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),能夠與戶外裝備、建筑物、交通運(yùn)輸工具、電子設(shè)備等結(jié)合,具有廣闊應(yīng)用前景。然而,由缺陷導(dǎo)致的電荷復(fù)合造成的嚴(yán)重能量損失,限制了柔性PSCs性能提升。同時(shí),柔性PSCs在應(yīng)力作用下的機(jī)械穩(wěn)定性問題仍未得到有效解決。

研究團(tuán)隊(duì)通過在3D鈣鈦礦表面和晶界原位形成低維(LD)鈣鈦礦,構(gòu)筑出了一種新型LD/3D結(jié)構(gòu)。

該結(jié)構(gòu)中,LD鈣鈦礦一方面能夠有效鈍化深能級(jí)缺陷并減少電荷復(fù)合,顯著提升了器件光電轉(zhuǎn)換效率(21%,目前柔性PSCs最高效率之一)和長(zhǎng)期穩(wěn)定性(光照下持續(xù)工作800小時(shí)仍維持最初效率的90%);另一方面,LD鈣鈦礦的存在提高了薄膜的斷裂能,有效提升了器件耐彎折性(連續(xù)彎折20000次仍維持最初效率的80%)。

基于以上新策略,柔性PSCs光電轉(zhuǎn)換效率、工作穩(wěn)定性與機(jī)械穩(wěn)定性(耐彎折性)獲得了同時(shí)提升,這為柔性PSCs技術(shù)的發(fā)展以及未來商業(yè)化應(yīng)用提供了有力支撐。

(A)LD/3D結(jié)構(gòu)原位生長(zhǎng)示意圖;(B)LD/3D與傳統(tǒng)3D結(jié)構(gòu)柔性PSCs穩(wěn)態(tài)功率輸出;(C)器件光電轉(zhuǎn)換效率分布統(tǒng)計(jì)圖;(D)器件的彎曲穩(wěn)定性能測(cè)試結(jié)果。 

原標(biāo)題:中美科學(xué)家合作破解鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用難題
 
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來源:太陽(yáng)能發(fā)電網(wǎng)
 
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