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氧化鋁可使太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換率升至10%

   2014-12-26 鋰電世界佚名4190
核心提示:中國(guó)電池網(wǎng) 報(bào)訊據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月11日?qǐng)?bào)道,由英國(guó)牛津大學(xué)科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),以違反直覺(jué)的方式,用低光敏性的氧化鋁(Al2O3)替代光激發(fā)能力良好的二氧化鈦(TiO2)作為電極,將溶液可處理的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率提升至10.9%,創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。他們認(rèn)為這是因?yàn)檠趸X能夠充當(dāng)惰性支架,迫使電子停留其中,并通過(guò)超薄的吸收體層進(jìn)行傳送。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《科學(xué)》雜志上。
    鋰電世界  報(bào)訊據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月11日?qǐng)?bào)道,由英國(guó)牛津大學(xué)科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),以違反直覺(jué)的方式,用低光敏性的氧化鋁(Al2O3)替代光激發(fā)能力良好的二氧化鈦(TiO2)作為電極,將溶液可處理的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率提升至10.9%,創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。他們認(rèn)為這是因?yàn)檠趸X能夠充當(dāng)惰性支架,迫使電子停留其中,并通過(guò)超薄的吸收體層進(jìn)行傳送。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《科學(xué)》雜志上。
  
    研究人員談到,雖然含有砷化鎵的太陽(yáng)能電池的效率最高可達(dá)28%左右,但此次無(wú)疑開(kāi)創(chuàng)了溶液可處理的固態(tài)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率記錄。同時(shí),這一轉(zhuǎn)化率還有望在未來(lái)數(shù)年急速提升。
  
    但在吸收光子并生成電子的光電過(guò)程中,基本的能量損失會(huì)逐步上升。為了克服這些損失,此前的研究試圖將厚度為2納米至10納米的鍍鋅層(ETA),附加到二氧化鈦電極的內(nèi)表面,以增強(qiáng)電流密度和電壓。而之前帶有ETA層的太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率僅為6.3%,科學(xué)家分析這很可能與二氧化鈦導(dǎo)致的電子混亂和低遷移率有關(guān)。因此他們?cè)诖舜蔚难芯恐懈挠醚趸X作為電極,其所生成的光激電子能被保留在ETA層內(nèi),而不會(huì)降低氧化物內(nèi)的能級(jí)水平。同時(shí),使用氧化鋁電極還具有多種優(yōu)勢(shì),例如它能顯著提升電子的傳送速度,迫使電子快速穿過(guò)鈣鈦礦ETA層,并同時(shí)提高電壓。這一改進(jìn)也能使太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率從8%左右提升至10.9%。因?yàn)檠趸X充當(dāng)了中尺度的支架,而不在光致激發(fā)中發(fā)揮任何作用。
  
    科研人員表示,這項(xiàng)工作使低成本的溶液處理太陽(yáng)能電池離晶體半導(dǎo)體的完美性能又近了一步,也為今后的研發(fā)開(kāi)辟了廣泛的可能性。他們還期望通過(guò)使用新型的鈣鈦礦和其他半導(dǎo)體,或是擴(kuò)展光的吸收范圍等途徑,使得電池未來(lái)的效率能夠得到進(jìn)一步提升。
 
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