研究人员发现实施钙钛矿太阳能电池技术的创新方法

由于其出色的性能和廉价的生产成本，钙钛矿太阳能电池作为一种未来的能源技术具有很大的潜力。但是，由于很难从小型实验室设备扩展到商业使用所需的大型模块或面板，研究人员发现很难将这种潜在的光伏技术带入商业用途。

研究小组表明，使用刀片涂层方法，可以使用自组装的单层来生产大面积的钙钛矿膜，从而促进钙钛矿光伏技术的放大。研究人员希望他们的创新方法将使钙钛矿太阳能电池技术被商业化。

5月12日^Th，2022年，团队在纳米研究能源。

光伏太阳能电池使用半导体将光能转化为电能。自1950年代以来，硅一直是太阳能电池中使用的主要半导体材料。但是，根据传统太阳能电池板的要求，开发大量的硅晶体需要昂贵且耗时的制造程序。科学家已经使用了钙钛矿来创建具有类似硅特征的半导体。

具有独特晶体结构的钙钛矿以具有相似结构的矿物质命名。钙钛矿可以以较低的成本制造，并且能量比硅制造少。Perovskite太阳能电池也轻巧且适应能力，使其可用于窗户和弯曲的屋顶等区域。钙钛矿太阳能电池的世界创纪录效率为25.7％，这将效率与硅太阳能电池的效率进行了比较。

钙钛矿太阳能电池是通过将材料层沉积在称为底物的下层层上制成的。研究人员发现，在开发用于钙钛矿薄膜沉积的高速叶片涂层方法时，底物的表面特征对于大面积涂料和钙钛矿发育至关重要。目前的方法在钙钛矿层的埋入界面上留下了空隙，这对设备性能产生了负面影响。

为了解决这个问题，我们已经筛选了各种孔传输材料，发现自组装的单层是一类有希望的材料，用于升级钙钛矿设备亚博网站下载。

香港城市大学教授亚历克斯·詹（Alex Jen）

有机分子在自组装的单层中排列在有序的阵列中。它们具有一个功能性头组，可以连接到基板和一个锚定组，该组可以在顶部钝化钙钛矿的故障。这些自组装的单层分子充当接头，收紧底物和钙钛矿层之间的连接并消除界面空隙。

此外，由于自组装的单层是单层，因此可以通过电荷隧道有效地从钙钛矿到底物电极提取电荷载体，从而提高设备性能。

香港城市大学教授亚历克斯·詹（Alex Jen）

由于所需的材料量少，因此可以解决解决方案处理的这些功能性自组装单层特别具有成本效益。自组装单层在控制钙钛矿发育和钝化任何潜在缺陷方面是有效的。

这种新颖的材料非常有希望，可促进钙钛矿光亚博网站下载伏技术的升级。

香港城市大学教授亚历克斯·詹（Alex Jen）

研究人员建议在未来的实验中使用针对钙钛矿太阳能技术量身定制的各种自组装单层分子。该团队还希望对钙钛矿前体进行组合工程，以进行升级涂层技术，除了进一步研究自组装的单层分子设计和合成。了解钙钛矿和自组装单层如何相互作用至关重要。

钙钛矿的涂层必须均匀且无缺陷，以创建高效和可靠的太阳模块。“我们认为我们的研究将有助于减少实验室对象差距，以促进钙钛矿光伏技术的商业化，” Jen补充说。

Jie Zeng，Leyu Bi，Yuanhang Cheng和Alex K.-Y.香港城市大学的詹（Jen）；中国深圳南部科学技术大学的Baomin Xu组成了研究团队。亚博老虎机网登录

这项研究得到了香港城市大学的APRC赠款的支持，也得到了香港研究补助金委员会的GRF赠款。

期刊参考：

Zeng，J。，等。（2022）自组装单层可以改善叶片涂层的钙钛矿太阳能电池中的埋入界面，以高效和稳定性。纳米研究能源。doi.org/10.26599/nre.2022.9120004。

来源：http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html