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 西班牙科學(xué)家已經(jīng)制造出了一種10.61%的高效鈦鈣鈦礦太陽能電池，其開路電壓和穩(wěn)定性得到了改善。該裝置由甲脒碘化錫（FASnI < sub3）、硼氫化鈉（NaBH4）作為還原劑，以及一種稱為二丙基碘化銨（DipI）的仲銨陽離子制成。

該研究的通訊作者 Rafael Sánchez 表示，他們已經(jīng)開發(fā)出了迄今為止穩(wěn)定性最高的錫(Sn)鈣鈦礦太陽能電池。到目前為止，團(tuán)隊(duì)在光伏應(yīng)用方面取得了最有希望的成果。然而，我們也將精力集中在 LED 的開發(fā)上，使用錫混合鈣鈦礦太陽能電池作為發(fā)光材料。我們的研究致力于提高 LED 的效率，調(diào)整發(fā)射光的顏色以覆蓋其他有趣的光譜區(qū)域，并延長(zhǎng)設(shè)備在工作條件下的使用壽命。


Sánchez 解釋說，錫鹵化物鈣鈦礦目前被認(rèn)為是危險(xiǎn)的鹵化鉛鈣鈦礦的有效替代品，然而，到目前為止，用這些材料建造的太陽能設(shè)備被證明不如鉛對(duì)應(yīng)物穩(wěn)定。值得一提的是，錫鈣鈦礦太陽能電池受到兩個(gè)嚴(yán)重限制，極大地限制了它們的性能，主要是：由于強(qiáng)電荷復(fù)合過程導(dǎo)致開路電壓降低；和有限的工作壽命，在大多數(shù)報(bào)道的研究中，在最大功率點(diǎn) (MPP) 條件下沒有達(dá)到 1,000 小時(shí)。他強(qiáng)調(diào)說，并指出這兩個(gè)缺點(diǎn)與錫從 Sn(II) 氧化的固有趨勢(shì)密切相關(guān)。 ) 轉(zhuǎn)化為 Sn(IV)。



太陽能電池由甲脒碘化錫 (FASnI 3 )、硼氫化鈉 (NaBH 4 ) 作為還原劑和稱為二丙基碘化銨 (DipI) 的體積小、體積大的仲銨陽離子構(gòu)成。研究小組解釋說，NaBH 4的還原特性在溶液處理過程中起到防止 Sn(II) 氧化成 Sn(IV) 的作用，這促進(jìn)了薄膜結(jié)晶的改善并最大限度地減少了晶體缺陷的數(shù)量。我們發(fā)現(xiàn)，使用這兩種添加劑會(huì)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從而導(dǎo)致 10.61% 的效率和出色的穩(wěn)定性。


1,300 小時(shí)后，該電池能夠保持大約 96% 的初始效率?？茖W(xué)家們解釋說，我們的策略允許以高度可重復(fù)的方式制備基于 FASnI 3的設(shè)備，從而達(dá)到迄今為止尚未報(bào)道的長(zhǎng)期穩(wěn)定性水平。


根據(jù) Sánchez 的說法，組裝一個(gè)完整的設(shè)備所需的材料數(shù)量相當(dāng)少，這無疑將有助于降低甚至更多的成本，特別是如果這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了大規(guī)模生產(chǎn)水平。我們的設(shè)備由相對(duì)便宜和豐富的材料制成，并通過溶液處理方法制造，這些概念對(duì)于實(shí)施低成本技術(shù)是非?？扇〉?。我們的研究結(jié)果揭示了錫混合鈣鈦礦光伏領(lǐng)域的新場(chǎng)景，并開辟了一系列新戰(zhàn)略，使這項(xiàng)技術(shù)向前邁出了一大步。


在Joule上 發(fā)表的論文“通過協(xié)同化學(xué)工程方法在 N 2中具有 >1,300 小時(shí)的操作穩(wěn)定性的錫鈣鈦礦太陽能電池”中描述了太陽能電池。

原標(biāo)題：運(yùn)行超1300小時(shí)仍保持96%初始效率！研究人員開發(fā)超高穩(wěn)定性錫鈣鈦礦太陽能電池