隶属于UNIST的一项最新研究提出了一种生产无机-有机杂化钙钛矿太阳能电池(PSC)的新的具有成本效益的方法,该方法创造了新的世界纪录的效率表现,尤其是光稳定性。研究团队预想,这种方法和平台将极大地促进PCS的商业化。
这一突破来自于由UNIST的能源与化学工程杰出教授Sang-Il Seok与韩国化学技术研究院(KRICT)的Seong Sik Shin博士和Jun Hong Noh博士合作进行的一项研究。他们的研究结果发表在3月的《科学》杂志上,已成为下一代高效太阳能电池技术最有希望的候选者。
PSC由单晶结构中的有机分子和无机元素的混合物组成,它们共同捕获光并将其转换为电能。它是一种独特的晶体结构,由两个阳离子和一个阴离子组成。与硅基太阳能电池相比,它们可以在柔性和刚性基板上轻松,廉价地制造。此外,与下一代单晶硅太阳能电池(25%)相比,达到22.1%的光伏效率的PSC受到了广泛关注。
Seok教授带领PSC技术成为该领域的顶级科学家。这项成就是基于Sang-Il Seok教授之前的工作(PSC的新体系结构,过程和组成)得出的。
在这项研究中,研究小组报告了用光电极材料(掺杂镧(La)的BaSnO3(LBSO))通过一种非常新颖的方法合成的钙钛矿型太阳能电池的高效率(21.2%)和高光稳定性的PSC的制造。非常温和的条件(低于200°C)。他们将甲基铵碘化铅(MAPbI3)钙钛矿材料用于PSC。
光稳定性是指承受光暴露而不会引起血清降解的能力。Seok教授的研究小组介绍的这种新材料在暴露于阳光下1000小时后仍能保持其初始性能的93%。光电极材料的合成也可以在小于200℃的温度下进行,这远低于常规的合成温度(900℃以上的高温),使制造容易得多。
在研究中,研究团队还提出了一种新的太阳能电池制造方法,称为“热压法”。该方法通过施加温度和压力将两个物体紧密粘合。它可以生产低成本,高效率和稳定的钙钛矿太阳能电池。
该论文的通讯作者Seok教授说:“这项研究结合了新合成的光电极材料和热压方法,以将制造成本降低到不到现有硅太阳能电池的一半。” “这项研究帮助我们实现了具有21.2%的稳态功率转换效率和出色的光稳定性的PSC。”
他补充说:“这项成就是由国内研究人员的独特技术实现的,已经超过了下一代太阳能电池技术传统的低效率和稳定性极限。”