科學家利用量子點讓過氧化物太陽能電池更穩定更高效
雖然過氧化物太陽能電池在近階段取得了長足的進步,但是依然有很多改進的空間。工程師們現在已經在配方中加入了一層量子點,從而產生了一種更穩定的太陽能電池,其效率接近歷史記錄。
過氧化物材料之所以能成為有效的太陽能電池,有幾個原因。它們的薄膜能夠有效地吸收整個可見光的光譜,製造成本低,重量輕且靈活。但這種電池也存在不少問題,其中一個就是穩定性問題。在現實情境中可能會退化,而且轉換效率會有較大幅度的下降。
在過去的研究中,科學家們試圖通過添加笨重的分子、舊顏料、二維添加劑或辣椒化合物來提高穩定性。在新的研究中,EPFL 和韓國能源研究所的研究人員測試了一種新成分–量子點。這些微小的顆粒在被照亮時發出特定顏色的光,並開始在電視和太陽能電池等方面找到用途。
在這種情況下,該團隊使用由一種氧化錫製成的量子點作為該設備的電子傳輸層。該層將過氧化物產生的電子運送到電極中,因此能量可以被使用。與該層通常使用的二氧化鈦材料相比,量子點不僅提高了該設備捕捉光線的能力,同時也減少了有時發生在兩層之間的效應(通常會降低效率)。
總的來說,研究小組發現,帶有量子點層的過氧化物太陽能電池的效率高達25.7%–與目前由一個面積為0.08 平方厘米(0.01英寸)的設備創造的過氧化物記錄僅差0.1%。更大的太陽能電池的效率也不錯:研究小組記錄了1平方厘米(0.2英寸)電池的23.3%的效率,20平方厘米(3.1英寸)的21.7%,64平方厘米(9.9英寸)的20.6%。