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為了最大限度的提高鈣鈦礦太陽電池效率。ITMO大學物理和工程學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電池中的光電流電量，實現(xiàn)了效率的最大化。

研究人員表示，鹵化物鈣鈦礦太陽電池的成本低，效率超過了25%，這讓鈣鈦礦電池成為最有前景的設(shè)備之一。他們需要改進鈣鈦礦太陽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)，但這么做的價格高昂。

ITMO大學物理和工程學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。他們利用膠體化學方法開發(fā)了一種硅納米顆粒漿料，這種漿料可以準確控制鈣鈦礦太陽能電池內(nèi)部的光散射。

ITMO物理和工程學院的一名副研究員Aleksandra Furasova表示："我們已經(jīng)改進了選擇性收集鈣鈦礦電池中的電子所需的鈦漿。在太陽能電池生產(chǎn)過程中，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，制備過程就不會變得復(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創(chuàng)建電子傳輸層，這有助于實現(xiàn)鈣鈦礦太陽電池的最高效率。多物理計算方法使他們能夠確定共振納米粒子的大小和間距，這些粒子會影響結(jié)構(gòu)光學和電物理特性。

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

鈣鈦礦是一種相對較新的科學材料。今年早些時候，來自沖繩科技大學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早些時候曾報道稱，布朗大學的一個研究小組設(shè)計出一種分子膠水，這種分子膠水可以保持電池內(nèi)部的一個重要界面不出現(xiàn)衰減，從而提升鈣鈦礦太陽電池的長期可靠性。 

原標題：納米粒子漿料研制成功！可最大限度提高鈣鈦礦太陽電池效率