意大利科學(xué)家已研發(fā)出一種柔性室內(nèi)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,其效率可達(dá)到32.5%。這種電池使用PET基板,結(jié)合鈣鈦礦吸收劑四丁基溴化銨層。這一額外層有效降低了缺陷密度,增強(qiáng)了底層三維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
羅馬大學(xué)托爾維加塔分校的科學(xué)家們已研發(fā)出一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,可用于自主無線傳感器、低功耗消費(fèi)電子產(chǎn)品、智能家居、家用電器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等室內(nèi)應(yīng)用。
“所有這些應(yīng)用都需要高效且易于集成的能量收集設(shè)備進(jìn)行供電,”研究人員Thomas M. Brown告訴《光伏》雜志,“如果能夠利用室內(nèi)照明而非太陽(yáng)光提供足夠的能量,這些超薄可彎曲基板上的室內(nèi)光伏電源將有望促進(jìn)這些技術(shù)創(chuàng)新。”
研究團(tuán)隊(duì)使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板制作電池。
“與聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等其他塑料基板相比,PET具有更強(qiáng)的紫外線耐久性,且成本效益可提高到六倍,”Brown解釋道,“這些優(yōu)勢(shì)使PET成為塑料電子產(chǎn)品透明聚合物基板的首選。”
研究人員在研發(fā)電池時(shí)使用一系列材料層,包括PET基板、氧化銦錫(ITO)層、氧化錫(SnO2)電子傳輸層(ETL)、鈣鈦礦吸收劑、四丁基溴化銨(TBAB)層、Spiro-OmetaD空穴傳輸層(HTL)和由金質(zhì)上電極。
在三維鈣鈦礦基體上摻入TBAB,有助于降低缺陷密度,增強(qiáng)整體三維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
“這反過來又可減少陷阱輔助復(fù)合,這對(duì)于在室內(nèi)弱光條件下有效收集載流子至關(guān)重要,因?yàn)檩d流子的光產(chǎn)生率很低,”研究人員表示,“總體結(jié)果是設(shè)備性能得到顯著提高。”
在標(biāo)準(zhǔn)照明條件下進(jìn)行測(cè)試,這種電池的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到32.5%。在1000次彎曲循環(huán)后,電池還可保持初始效率的80%以上。
“這種光伏電池的載流子壽命可達(dá)到1.4倍,泄漏電流降低一個(gè)數(shù)量級(jí),缺陷密度降低至三分之一,復(fù)合也受到抑制,”該小組表示。研究人員在最近發(fā)表于《RRL Solar》的“通過雙鹵化物和低維接口工程用于室內(nèi)光伏的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜高效柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池”論文中對(duì)這種太陽(yáng)能電池進(jìn)行了描述。”該研究團(tuán)隊(duì)包括來自伊朗圭蘭大學(xué)、GreatCell Solar Italia、Centre for Hybrid and Organic Solar Energy(CHOSE)、晶體學(xué)研究所(IC-CNR)、納米技術(shù)研究所(CNR NANOTEC)和薩倫托大學(xué)的科學(xué)家。
原標(biāo)題:柔性室內(nèi)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到32.5%