Los Alamos National Laboratory科學家Aditya Mohite(左)和Wanyi Nie正在完善用于太陽能電池的鈣鈦礦晶體的生長技術
(中國粉體技術網/班建偉)近期的Science期刊報道了關于Los Alamos National Laboratory研究人員開發的一項新型溶液熱澆鑄技術,用于生長高效的可重復的大面積鈣鈦礦太陽能電池。
領導該項目的Los Alamos科學家Aditya Mohite表示:“鈣鈦礦晶體為未來開發低成本、基于太陽能的清潔能源解決方案提供了一條有希望的途徑。”
采用復雜高溫晶體生長工藝制備高純度、大面積、芯片級單晶半導體光伏元件被認為是高效太陽能技術的未來。由有機-無機鈣鈦礦構成的太陽能電池效率與硅太陽能電池接近,但其存在一些致命的缺陷,限制了商業應用。Los Alamos的技術成功解決了這個問題。
研究人員制備了由大晶粒鈣鈦礦材料構成的太陽能電池,其接近18%的效率是目前已報道的鈣鈦礦光電轉換器件中最高的。電池與電池間極小的差異導致的無滯后的光伏響應,是鈣鈦礦器件穩定運行的根本瓶頸。
“對大晶粒鈣鈦礦材料進行表征和建模以減少體相缺陷、提高載流子遷移率,從而提高其性能。”Mohite說,“我們已經證實了其結晶質量與高質量半導體(如硅和砷化鎵)相當。”
研究人員預測他們的這種晶體生長技術將推動制備高效太陽能電池必需的芯片級晶體鈣鈦礦的合成,還有望應用于溶液法合成的那些受多分散性、缺陷與晶界復合所困擾的薄膜材料體系。
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