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充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池如何能高效安稳运转

2017-10-3 9:18:16      点击:
科学家经过引入由薄层石墨烯氧化物维护的硫氰酸钠,大大提高了充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池的安稳性。当器材暴露于60°C全光照环境中1000小时以上,并遭到极点的加速老化试验往后,器材的损耗却仅低于5%。

太阳能充电机充电完好蓄电池的α-CuSCN结构和横截面SEM显微图
  【图注】太阳能充电机充电完好蓄电池的α-CuSCN结构和横截面SEM显微照片。
  
充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池(PSC)选用低制作本钱完成了高光变换功率。可是为了开发商场运用远景,钙钛矿薄膜也必须坚固耐用,并且在太阳光下不会随时刻降解。EPFL科学家现在大大提高了PSC的安稳性,在60℃的全日照继续1000小时照明的环境下,超越20%的钙钛矿充电机充电蓄电池可到达其初始功率的95%以上,这标志着充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池安稳性的最高打破。
 
安稳性的应战
  
传统的太阳能充电机充电硅蓄电池技能现已成熟,其功率可到达25%左右,然而其制作本钱较高,分量和刚性的问题在很大程度上没有得到解决。与此相反,充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池等相对较新的光伏技能现已完成了超越22%的变换功率。
  
鉴于钙钛矿资料的化学通用性和低本钱可加工性,PSC所供给的廉价,质轻,高效的能充电机充电太阳蓄电池,有望引领光伏技能的未来。但到现在为止,只要非常贵重的原型有机空穴传输资料(HTMs,选择性地在能充电机充电太阳蓄电池中传输正电荷)可以完成20%以上的电力变换功率。由于成分的限制,这些空穴传输资料对PSC的长时间安稳性将发生不利的影响。
  
因而,研发出平等功率、廉价且安稳的空穴运送器,对于充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池的大规模运用显得极为火急。在各种无机HTM中,硫氰酸亚铜(CuSCN)作为一种安稳,有用和廉价的候选者(常用螺旋OMeTAD为0.5美元/克,500美元/克),曾经常用于充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池中。但CuSCN作为空穴传输体的测验现已发现,其仅发生适度安稳的功率且器材安稳性较差,该项研讨结果与在钙钛矿膜顶部堆积高质量CuSCN层的问题有关,就像化学不安稳性的孔集成到充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池中的CuSCN层。
  
保险的解决方案
  
现在,Michael Grätzel位于EPFL的实验室,是由博士后Neha Arora和Ibrahim Dar所领导,该项意图研讨人员引入了两个能克服CuSCN基充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池主要缺点的新概念。首要,他们开发了一种简略的动态解决方案,可用于堆积高度为60nm厚的CuSCN层,并可以制作出安稳变换功率超越20%的充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池。这与最佳性能,最先进的螺旋OMeTAD型充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池的变换功率相当。
  
第二,科学家们在CuSCN和金层之间引入了一个薄的间隔层,减少了石墨烯的氧化。这种立异使得充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池可以在60°C的全日光照射下,在最大功率点继续运转1000小时,完成超卓的运转安稳性,并超越其初始功率的95%以上。这乃至打破了有限的HTM基充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池的安稳性,这些能充电机充电太阳蓄电池最近得到很多研讨并且在该范畴将占有主导地位。
  
研讨人员还发现,充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池设备的不安稳性源于能充电机充电太阳蓄电池运转期间CuSCN /金相触摸面的降解。“这是充电机充电钙钛矿太阳能蓄电池研讨的重大打破,将为极具远景的新光伏技能的大规模商业商场铺平道路。”Michael Grätzel说道。而M. Ibrahim Dar也弥补说:“这将有利于该范畴的很多科学家们,由于他们一直在密切地寻觅可替代现在运用的,极为贵重的有机空穴转运蛋白资料。