尽管钙钛矿一直是太阳能研究的主要内容,但这种材料的最纯净形式(完美的钙钛矿单晶)从未得到过深入的研究。
不过,随着多伦多大学+阿卜杜拉国王科技大学的最新研究结果的发布,这种情况现在已经改变。
这项新研究利用一种“新技术”来生长出较大的纯钙钛矿晶体,然后研究了当光产生电时电子在材料中移动的方式。
Sargent Group的博士后研究员Riccardo Comin说:“我们的工作确定了钙钛矿最大的太阳能采集潜力的标准。”“有了这些材料,人们就一直在努力取得创纪录的效率,而我们的结果表明,进展有望继续而不会减慢。”
这是最近的新闻稿对这项工作的解释:
该团队结合了基于激光的技术来测量钙钛矿晶体的选定性能。通过追踪电子在材料中的快速运动,他们已经能够确定扩散长度-电子可以走多远而不会被材料中的缺陷所束缚-以及迁移率-电子在材料中移动的速度有多快。
近年来,钙钛矿的效率已飙升至认证效率的20%以上,开始接近安装在西班牙沙漠和加利福尼亚屋顶上的商业级硅基太阳能电池板的当今性能。
“在钙钛矿的效率方面,它们已经接近商业化的常规材料,” Sargent Group的博士学位候选人,论文的第一作者之一Valerio Adinolfi解释说。“鉴于它们可以从液态化学前体中方便地制造,它们有潜力在降低太阳能成本方面取得进一步进展。”
除了太阳能应用之外,这项新研究还对照明解决方案领域具有潜在的影响。照明领域的应用与太阳能领域的应用本质上是相反的-通过钙钛矿晶体平板发送电子,并享受释放的光,而不是相反。当然,此应用程序将取决于它被证明是经济的,这当然不是保证。
通过萨金特小组完成的相关/补充工作集中在胶体量子点上。
多伦多大学爱德华·S·罗杰斯高级电子与计算机工程系的首席研究员泰德·萨金特教授说:“钙钛矿是很好的可见光收集器,量子点对红外很好。”“鉴于太阳广泛的可见光和红外功率谱,这些材料在太阳能收集中具有高度互补性。”
“未来,我们将探索将互补的吸收性材料堆叠在一起的机会,” Comin博士说道。“将钙钛矿工作与量子点工作相结合以进一步提高效率具有非常广阔的前景。”
新发现最近发表在《科学》杂志上。
图片来源:多伦多大学工程
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