新的制造方法提高了Perovskite太阳能电池的效率

研究人员提高了Perovskite太阳能电池的效率

一种新的制造方法,使研究人员能够制造具有少量缺陷的较大的钙钛矿细胞,从而提高了更高的效率。图片:布朗大学/尼尔

来自棕色大学的科学家和国家可再生能源实验室制定了一种在保持效率的同时使钙钛矿细胞更大的方法。

使用新开发的制造方法,研究小组从佩洛夫斯基特太阳能电池大于一个平方厘米区域的钙石太阳能电池的能量转换效率优于15%的能量转换效率。来自棕色大学和国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员,已经报告了他们在期刊先进材料中的结果s。

Perovskites,具有特定晶体结构的材料,在太阳能世界中引起了非常嗡嗡声。Perovskite太阳能电池的制造相对便宜,近年来,它们可以将阳光转化为电力的效率迅速增加。研究人员报告了高于20%的钙钛矿细胞的效率,其竞争于传统的硅细胞。然而,这些高效率等级已经使用电池仅实现了一个平方厘米 - 精细的实验室测试,但太小可用于太阳能电池板。

“The use of tiny cells for efficiency testing has prompted some to question comparison of perovskite solar cells with other established photovoltaic technologies,” said Nitin Padture, professor of engineering at Brown, director of Brown’s Institute for Molecular and Nanoscale Innovation, and one of the senior authors of the new research. “But here we have shown that it is feasible to obtain 15-percent efficiency on cells larger than a square centimeter through improved processing. This is real progress.”

抓取说,在较大的钙钛矿细胞上保持高效率是一项挑战。“佩洛夫斯的问题一直是使用传统方法试图制造更大的电影时,在降低效率的电影中获得缺陷。”

在本篇文章中报告的棕色和NRER研究人员在此最新纸上报告的制造过程建立了由谷源州谷源周开发的先前报告的方法,该研究生在抓获实验室中的研究生。将钙钛矿前体溶于溶剂中并涂覆到基材上。然后将基材沐浴在第二溶剂(称为抗溶剂)中,选择性地抓住前体溶剂并将其熄火。剩下的是钙钛矿晶体的超光滑薄膜。

在这项新的研究中,NREL的博士后研究员周和蒙金杨,发展了将钙钛矿晶体生长为更大的尺寸。诀窍是加入多余的有机前体,最初“胶水”小钙钛矿晶体,并帮助它们在热处理期间合并成较大的植物,然后将其合并到较大的过程中,然后将其合并到较大的过程中,然后将其合并到较大的过程中,然后将其烘烤过量前体。

“大面积的完全覆盖和均匀性来自溶剂方法”,“抓斗说。“一旦我们拥有这种覆盖范围,我们就会增加晶体的大小。这为我们提供了一种缺陷较少和更高效率的电影。“此次工作中达到的15%效率是一个良好的开端,抓取说,但还有仍然有所改善。最终,他希望在大面积电池中达到20%至25%,他认为标记可能在遥不可及的范围内使用这种方法或类似的。

抓获内巴斯加州林肯大学的同事最近被国家科学基金会授予了400万美元的授予,以扩大他们的Perovskite研究。

本文的其他作者是y曾,春盛江,和北欧的Kai Zhu。该工作得到了美国能源部(DE-AC36-08-GO28308和DE-FOA-0000990)和国家科学基金会(DMR-1305913)的支持。

出版物:梦金杨,埃特拉。,“方形 - 厘米解决方案加工平面3.NH.3.PBI.3.钙钛矿太阳能电池效率超过15%,“2015年先进的材料;DOI:10.1002 / ADMA.201502586

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