
上海油压工作室“THP太阳能电池具有巨大的商业潜力,因为钙钛矿器件的生产比硅基太阳能电池更具可持续性,”该研究的主要作者陈鹏说道。“THP的优势在于,我们使用的锡更加环保,而不是大多数钙钛矿太阳能电池中广泛使用的有毒铅,这意味着它们可以安全地安装在家中。”
该电池在钙钛矿和空穴传输层之间的界面处采用了二维钙钛矿层,研究人员表示,这可以改善载流子传输/提取,同时抑制离子迁移。具有这种结构的电池通常表现出较大的激子结合能,并且由于有机配体的保护,通常比传统的三维器件更稳定。
为了设计出这种新颖的电池,研究人员采用了一种特殊的化学工程策略来调控具有均质二维/三维本体异质结构的混合维钙钛矿的成核动力学。此外,他们还利用铯离子来改善THP薄膜的微观结构,并减少其缺陷。
“正是这一点让我们能够达到创纪录的效率水平,同时还能生产出能够通过严格环保检测的产品,”陈先生解释道。“我认为我们现在拥有的配方只会不断改进。”
上海油压工作室该电池由氧化铟锡 (ITO) 和玻璃制成的基板、PEDOT:PSS 空穴传输层、钙钛矿吸收层、浴铜灵 (BCP) 缓冲层和银 (Ag) 金属触点制成。
上海油压工作室在标准照明条件下进行测试,该设备的效率达到 17.13%,认证效率达到 16.65%,同时在未封装的氮气中连续单太阳照射下稳定运行超过 1,500 小时。
上海油压工作室“这看起来可能不算什么,但在这个以精细渐进式进展著称的领域,这无疑是一次巨大的飞跃,”论文合著者王连舟说道。“这一读数与目前市面上许多硅基太阳能电池的读数一致,但有可能更便宜、更快速地制造。我们对这一纪录感到兴奋,也为经济高效的可再生能源技术的进步做出了贡献。”
上海油压工作室科学家在《自然纳米技术》杂志上发表的《均质二维/三维异质结构锡卤化物钙钛矿光伏》中介绍了这种新的电池概念。