圖片: 研究人員利用鉀來 '治癒' 鈣鈦礦太陽能電池. 照片: 由劍橋大學提供.
劍橋大學的一個國際科學家小組發現, 碘化鉀的加入 '治癒' 了缺陷並固定離子運動, 這些因素已成為限制廉價鈣鈦礦太陽能電池效率的因素.
下一代太陽能電池可用作現有矽基太陽能電池頂部的能效提升層.
研究中的太陽能電池基於金屬鹵化物鈣鈦礦, 它們便宜且易於在低溫下生產. 這些特性使鈣鈦礦對下一代太陽能電池和照明極具吸引力.
但是, 即使有了這些優勢, 也存在一些限制因素妨礙了它們的效率和一致性. 被稱為陷阱的鈣鈦礦晶體結構中的微小缺陷可能會導致電子在釋放能量之前 '卡住' .
劍橋卡文迪許實驗室負責研究的Sam Stranks博士說: '到目前為止, 我們還沒有能夠使這些材料與我們需要的帶隙保持穩定, 所以我們一直試圖通過調整化學組成來可以固定離子運動的鈣鈦礦層. '
'這將使鈣鈦礦能夠用用來製造多功能太陽能電池或有色LED, 這種LED本質上是太陽能電池的反向運行. '
在這項研究中, 科學家們通過向鈣鈦礦油墨中加入碘化鉀來改變鈣鈦礦層的化學成分.
碘化鉀在鈣鈦礦頂部形成了一層膜, 其具有 '癒合' 陷阱的作用, 使得電子可以更自由地移動, 並且固定離子移動.
Stranks說: '鉀可以穩定我們想要串聯的太陽能電池所需的鈣鈦礦帶隙, 並使它們更加容易發光, 這意味著可以製造更高效的太陽能電池. '
'它幾乎完全掌控鈣鈦礦中的離子和缺陷. '
