Hybrid Perovskites提高太阳能电池效率

时间：2021-07-30 18:52:05 来源：

这是激光促进杂交钙钛矿材料的激光光。

具有能量高于吸收它们的“带隙”的能量的光子引起了所谓的热电子。额外的能量在带隙的速度非常快，因为它被转换成热量，因此它没有贡献电压。格罗宁根大学光药和光电教授Maria Antonietta Loi现在已经找到了一种材料，其中这些热电子保持其高能量水平更长。这可能使得可以使用更多的能量来获得更高的电压。她的结果于1月16日在自然通信发表。

太阳能电池板的效率受到了金发姑娘问题的阻碍：光子需要具有正确的能量，以转换成游离电子，这有助于电压。能量太少，并且光子通过太阳能电池板通过。太多，过量的能量消失为热量。

佩洛夫斯基斯

后者是由于产生热（高能量）电子。在从太阳能电池中提取它们之前，这些热电子首先通过导致太阳能电池板的晶体材料中的振动来消除它们的过量能量。“这种能量损失对太阳能电池的最大效率限制了极限，解释道。

她正在研究一种特殊类型的太阳能电池，由有机无机杂交钙锌矿制成。佩洛夫斯基酯在具有化学式ABX3的矿物质之后命名。在X位置，阴离子形成八面体，而在一个位置阳离子中形成周围的立方体，而中央阳离子取b位置。钙钛矿家族中的许多材料采用这种晶体结构。Hybrid Perovskites在一个位置含有有机阳离子。

寿命

大多数杂交钙钛矿太阳能电池含有铅，含有毒性。Loi的集团最近发表了一篇文章，描述了含有无害锡而不是铅的杂交疫情太阳能电池中的记录九百分之效。“当我们进一步研究了这种材料时，我们仍然遵循了一些奇怪的东西。结果只能意味着锡基太阳能电池中产生的热电子比平常长约千倍，以消散它们的过量能量。

'热电子在几纳秒而不是百分飞的一百来自七十艘小飞秒后脱掉了能量。找到这样的长寿热电子是这个领域的每个人都希望'Loi说。它们的更长的寿命使得可以在变成热量之前收获这些电子能量。“这意味着我们可以利用具有更高能量的电子，从而在太阳能电池中产生更高的电压。理论计算表明，通过收获热电子，杂交 - 钙钛矿太阳能电池的最高效率可能从33％增加到66％。

清洁能源

下一步是找出为什么基于锡的混合钙钛矿减速了热电子的衰减。然后，新的钙钛矿材料可以设计甚至较慢的热电子。“这些基于锡的佩罗夫斯基斯可能是一个游戏更换者，最终可能在未来提供干净和可持续的能量的重要贡献。

出版物：洪华方，等，“长期热载波发光和甲脒锡三碘化物佩罗夫斯基特的大型蓝色转移，”自然通信9，物品编号：243（2018）DOI：10.1038 / S41467-017-02684-W

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