研究人员已经开发出了高度稳定的钙钛矿太阳能电池

2019-10-17 08:43:44

隶属于UNIST的一项最新研究提出了高稳定的钙钛矿太阳能电池(PSC),该技术使用的是边缘选择性氟(F)功能化石墨烯纳米血小板(EFGnP)。由于电池是由氟制成的,氟是金的低成本替代品,因此这一进步非常重要。

项研究是由UNIST能源与化学工程学院的Jin Young Kim教授与韩国能源研究所(KIER)的Dong Suk Kim共同主持的。UNIST能源与化学工程学院的助理教授Gi-Hwan Kim参加了这项研究,是第一作者。这项研究的结果发表在9月号的“ Nano Letters”杂志上。

钙钛矿型太阳能电池(PSC)在过去几年中吸引了更多的关注,因为下一代太阳能电池有可能超过硅电池的效率。尽管如此,PSC中的稳定性和成本问题似乎阻碍了其向商业化的进一步发展。

钙钛矿材料在潮湿条件下容易分解。如果没有适当的封装,它们甚至不能存活一天,这导致稳定性低。为了解决这些问题并在PSC的商业化方面取得进展,Kim教授及其团队介绍了一种高度稳定的PSC引脚结构,该结构使用了氟官能化的EFGnP来完全覆盖钙钛矿活性层并防止水进入高稳定性PSC。

UNIST的Gwi-Hwan Kim教授说:“氟碳化合物,例如聚四氟乙烯(Teflon)具有超疏水特性,并且包含碳氟(CF)键。“通过用碳代替氟,我们创建了一种具有高疏水性的二维材料,例如聚四氟乙烯。然后将其应用于PSC。”

Jin Young Kim教授说:“这项研究克服了钙钛矿型太阳能电池效率高但稳定性差的缺点。” Jin Young Kim教授说:“这一突破作为下一代太阳能电池以及各种物联网设备和显示器的基础技术具有巨大的希望。”

新开发的钙钛矿太阳能电池装置是使用溶液工艺制造的,该工艺涉及将钙钛矿材料涂覆在柔性薄膜上。使用此过程可以将太阳能电池将来应用于可穿戴设备。与现有的基于硅的无机电子器件相比,下一代太阳能电池的优点在于它们具有简单的制造工艺和低的制造成本。

这项研究得到了韩国国家研究基金会拨款(NRF)和创意研究计划(CRI)计划的支持。这项工作也得到了韩国能源研究所(KIER)和UNIST的发展计划的支持。

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