世界各地的研究小组已经认识到钙钛矿是开发廉价, 环保和高效太阳能电池最有前景的材料之一. 在短短几年内, 电源转换效率从几个百分点提高到了22% 以上. 然而, 目前可用于太阳能电池的钙钛矿含铅, 林雪平大学高级讲师Feng Gao于2017年秋季被任命为瓦伦堡学院研究员, 利用单价金属和三价金属取代二价铅来开发无铅双钙钛矿.
林雪平大学生物分子和有机电子部实验室, 博士后研究人员Weihua Ning和Feng Wang成功制造了双层钙钛矿密集结晶的单层薄膜. 这些薄膜的质量非常高, 可用作太阳能电池中的活性层, 在太阳能电池中吸收阳光并产生电荷载流子.
'我们在新加坡南洋理工大学的同事们已经表明, 电荷载体在材料中表现出长的扩散长度, 这是材料适合在太阳能电池中使用的必要条件. ' Feng Gao说.
但太阳能电池的功率转换效率仍然很低-只有约1% 的太阳能转化为电能-Feng Gao和Weihua Ning都不担心.
'我们已经迈出了第一步, 并开发了一种制造活性层的方法. 对于如何在不久的将来提高效率, 我们有几个好主意. ' Feng Gao说.
Weihua Ning也同意这个说法.
研究人员已经计算出超过4000种不同的材料组合可以形成双钙钛矿. 他们还将使用理论计算来确定最适合用于太阳能电池的组合.
双钙钛矿研究的这一突破也是林雪平大学和南洋理工大学材料与纳米科学/技术联合博士项目的成果.
'该论文是南洋理工大学与林雪平大学联合博士项目讨论的副产品. 两名博士生, 每一名都被招募来参与这个项目. 这是该计划的良好开端. ' 南洋理工大学教授Tze Chien Sum说.
'我们相辅相成, 南洋理工大学教授领导的团队是光物理学方面的专家, 我们是材料科学和器件物理方面的专家. ' Feng Gao说.
研究结果发表在着名的科学期刊先进材料上.