【超薄太陽能電池是有效和容易使】

八方

【超薄太陽能電池是有效和容易使】

 

 

鈣鈦礦型，在玻璃片上製備

在英國的牛津大學的研究人員從半導體突發類所提出與 15%的光轉換效率比更好的薄膜太陽能電池的鈦礦。

設備有一個簡單的體系結構，並能容易產生大量用來使他們的氣相沉積過程是因為與相容常規處理方法制備這類太陽能電池。

有機三鹵化鈣鈦礦型半導體，有公式 （CH3NH3） PbX3與 X 被碘、 溴或氯，第一次受聘擔任吸光元件染料敏化太陽能電池在 2009 年。在這些設備中，鈦礦被塗在表面的納米二氧化鈦 （TiO2） 的一部電影。

當鈣鈦礦層吸收的光時，生成的電子和空穴。這些收費的運營商隨後轉移向不同運輸材料 — — TiO2 ，電子和孔的另一種材料。

運輸材料然後進行收費，以分離電極和產生的電壓。這些太陽能電池有光轉換效率約 12 — — 15%由於大量的鈣鈦礦型擠進 TiO2薄膜。

結構簡單

現在，在牛津大學亨利斯內斯和邁克爾 · 約翰斯頓為首的兩個隊聯手為表明鈦礦不僅強烈吸收的光，但也運輸電子和空穴。

這一新發現意味著以前在染料敏化太陽能電池中使用的納米結構體系結構不再是必要的從而極大地簡化了該裝置結構。

事實上，在新設備中，吸光鈦礦只是夾在之間電子和孔選擇性電極 — — 一個設置那就是，事實上，在傳統的平面太陽能電池中使用的相同。

"我們的設備有高太陽能發電功率效率的 15.4%和一個大的 '打開電路' 電壓 1.07 V — — 都在一種太陽能電池，其中吸收的鈣鈦礦結構層是只有 330 毫微米厚，"解釋了約翰斯頓。

"這意味著我們只需要極少量的鈣鈦礦型材料，使太陽能電池與良好的性能。

相比之下，傳統的晶體矽電池很厚很多 （0.15 毫米晶圓，通常使用） 和由這些細胞產生的電壓是只有約 0.7 V 開路條件下。

物理性質仍然是一個謎

"知之甚少的這些材料，物理，我認為是相當令人興奮 — — 這是一個迅速發展的領域，"約翰斯頓說。

"我們可以讓這種好的太陽能電池，使用傳統的平面 p — — i — — n 結構的事實表明 （距離電子和空穴旅行在重組之前） 的電荷載流子擴散長度很長，而且這些航空公司生存很長時間在鈣鈦礦型。

我們可以製造沒有複雜的 mesostructuring — — 高效設備，以前的情況一樣與太陽能電池由這種材料 — — 亦顯示，鈣鈦礦是在吸收光和運輸上的光生電荷都很好。

研究者認為，這些鈣鈦礦型設備應該便宜以使使用相容現有的太陽能電池製造基礎結構的過程。

因為他們吸收光在矽對電磁頻譜的不同部分，這兩種材料可能在所謂串聯細胞在其中矽器件將會放在底下鈣鈦礦之一一起使用。

"在這裡，鈣鈦礦型頂部儲存格會吸收高能量的光子和低帶隙矽低能量的"解釋了約翰斯頓。這種細胞可能是更有效地之一由矽或鈣鈦礦單獨製成。

理查 · 朋友的劍橋大學，他沒有參與這項工作，說這項研究開始從牛津隊最初的興趣在染料敏化太陽能電池。

這些設備都被視為"激"太陽能發電，為電子接受 TiO2和吸附的染料層之間的電荷分離要求表面積大。

他說，該小組的新發現是"非凡的"，因為它證明了這些鈦礦工作作為大容量半導體。

這是前所未有的看到這種迅速的進展，在性能劍橋大學的理查 · 朋友 "去年，這一組已經報導這項工作，形成與有機半導體孔轉運體，所述的鉛碘化鈣鈦礦結構可以產生一種電源轉換效率 10%以上。

朋友說： 新本文報告 15%交存的非常簡單的蒸發和加工技術的解決方案，簡單層由層結構中的效率"。

"這是前所未有的看到這種迅速的進展，在性能 — — 用不到一年的發展，材料是現在接近碲化鎘 （那已經被研究了幾十年） 的效率。

鼓舞他們的最初結果，牛津的研究人員正忙著優化鍍膜參數和裝置的設計。

約翰斯頓說，"我認為我們將會看到這些設備在不久的將來，攀登更高的效率"。

"基本物理性質的鈣鈦礦結構層的調查將會特別有趣和也將説明我們加速優化進程"。

本研究結果刊載于自然.

這篇文章首次出現在nanotechweb.org

關於作者

百麗 Dumé 是nanotechweb.org的特約編輯

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引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fsep%2F30%2Fultrathin-solar-cell-is-efficient-and-easy-to-make