鉅大LARGE | 點擊量：340次 | 2023年07月14日
研究人員提出改善下一代太陽能電池穩定性的途徑
科學家們已經發現了導致新太陽能電池損壞的確切機制，并提出了一個可能的解決方案。
太陽能電池利用來自太陽的能量，提供了一種替代不可再生能源，如化石燃料。然而，它們面臨著昂貴的制造工藝和低效率的挑戰——將太陽光轉化為可用能源的數量。
鈣鈦礦是為下一代太陽能電池開發的材料。盡管與傳統的硅基太陽能電池板相比，鈣鈦礦的制造更靈活，成本更低，而且效率也差不多，但鈣鈦礦含有有毒的鉛物質。因此，研究人員正在研究鈣鈦礦使用鉛替代品的版本。
隨著創紀錄的PCE超過13％，由于進行了大量的研究工作，錫基鈣鈦礦太陽能電池的競爭力一直穩步提高。但是，鈣鈦礦錫太陽能電池的器件性能相對于Pb同行而言以較慢的速度發展，這主要是由于其在周圍環境條件下的穩定性較差。這些材料的這種穩定性問題主要與Sn2+容易氧化為Sn4+有關，這也已知會在鈣鈦礦中引入p型自摻雜。反過來，這導致單分子電子-空穴復合的速率很高，因此導致太陽能電池性能不佳。許多策略已探索解決這些問題，其中包括使用SNX的添加劑以減輕自摻雜，以及引入的本質上更穩定的低維相。但是，這些方法不能完全解決問題，因此需要對鈣鈦礦的分解途徑進行充分的闡明，才能更有效地解決穩定性瓶頸。
使用錫代替鉛的版本有希望，但很快就會退化。現在，帝國理工學院和巴斯大學的研究人員展示了鈣鈦礦是如何降解為碘化錫的，而碘化錫暴露在水分和氧氣中，就會形成碘。這種碘幫助形成更多的碘化錫，導致循環降解。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該團隊還展示了鈣鈦礦中關鍵層的選擇如何減緩環境條件下的降解并提高穩定性。他們希望這將有助于研究人員設計出更穩定、高性能的錫鈣鈦礦，顯示出作為新型太陽能電池的潛力。
帝國理工學院化學系的首席研究員賽義夫·哈克教授說，了解這一機制將幫助我們克服這項令人興奮的新技術的一個主要障礙。我們的研究結果還將有助于設計穩定性更好的鈣鈦礦錫材料，為更便宜、更靈活的太陽能收集設備鋪平道路。”
