日本金泽大学的研究人员已经开发了一种基于钛白粉(TiO 2)紧凑型电子传输层(ETL)的钙钛矿太阳能电池,他们声称这是迄今为止在研究水平上生产的同类最高效的PV器件。


他们使用了喷雾热解沉积(SPD)技术,该技术通常用于在没有氧气的情况下对有机材料进行温度分解。已知该方法提供了优异的速率能力和高循环稳定性。除了从煤中生产焦炭外,它还用于化学工业中,从石油、煤炭甚至木材中生产乙烯、碳和化学物质。

日本研发新型钙钛矿型太阳能电池 声称迄今为止最高效的PV器件

通过这种方法,科学家在450℃下以优化的TiO 2前接触层沉积在一组平面钙钛矿太阳能电池上。


在多层正面接触中,空穴阻挡/电子传输层(ETL)被认为是关键元素,需要紧凑,平稳分布且无针孔以实现高功率转换效率,学者并补充说,TiO2前接触层可以应用于单结钙钛矿电池和钙钛矿/钙钛矿串联装置。


构建有前接触层的太阳能电池实现了1.07 V的开路电压,21.3 mA cm -2的短路电流,72%的填充率和16.55%的效率。


研究员Shahiduzzaman博士承认,这不如商业化的硅基太阳能电池好。尽管如此,电磁仿真还是通过优化特定参数来预测可能的能量转换效率极限的强大工具。


科学家们说,他们进行的计算仿真表明,用这种构造制造的钙钛矿/钙钛矿串联电池可以达到30%以上的效率。

日本研发新型钙钛矿型太阳能电池 声称迄今为止最高效的PV器件

Shahiduzzaman说,这接近硅基太阳能电池的理论效率极限。


他们在最近发表在《纳米微信》上的“Spray Pyrolyzed TiO2 Embedded Multi-Layer Front Contact Design for High-Efficiency Perovskite Solar Cells”中描述了太阳能电池。


2019年3月,金泽大学的另一组科学家使用了锐钛矿和板钛矿(这是二氧化钛的两种不同变体)来提高钙钛矿基太阳能电池的效率。据说使用两种矿物可以大大改善对电子从钙钛矿层中运出的控制。2019年1月,另一组日本研究人员表示,他们已经使用二氧化锡(SnO 2)代替了更常用的二氧化钛来生产钙钛矿太阳能电池。


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