科學家嘗試用有機顏料為全新鈣鈦礦太陽能電池設計帶來穩定性

據外媒報道,自從科學家2009年首次描述了鈣鈦礦太陽能電池以來,相關技術已經取得了飛躍式的發展,在最近的設計中,效率從4%左右提高到了20%甚至更高的水平。然而,有一個缺點是,這種電池具有不穩定性的性能。佛羅里達州立大學的科學家們已經向解決這個問題邁出了一步,他們採用了一種新的設計,加入了一種古老的有機顏料來保持效率。

科學家嘗試用有機顏料為全新鈣鈦礦太陽能電池設計帶來穩定性

在過去的幾年里,科學家已經研究了許多有前景的方法來加強鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。這些方法包括整合笨重的分子,使用小劑量的高強度光,加入石墨烯或受昆蟲眼睛啟發的構造方法。所有這些方法都是為了克服鈣鈦礦太陽能電池的耐久性問題,因為它在環境條件下會迅速退化。

佛羅里達州立大學的團隊在這個組合中又增加了一個可能的解決方案,其形式是1958年發現的一種叫做喹吖啶酮的有機顏料。科學家們正在實驗基於碘化甲基銨鉛的鈣鈦礦太陽能電池,其本身的效率達到了18.9%。

科學家嘗試用有機顏料為全新鈣鈦礦太陽能電池設計帶來穩定性

該團隊在電池結構中加入了一層喹吖啶酮衍生物,並將這一效率提升至21.1%。更令人印象深刻的是,即使在環境條件下使用了1000次,該電池仍能保持90%的效率。事實證明,該電池還具有疏水性,能主動排斥其表面的水。

「顏料豐富,成本低,而且耐用,」研究作者馬必武說。「當我們將它們與鈣鈦礦結合起來時,我們可以生成新的高性能混合系統。這是用舊的和新的,它們一起產生了一些真正令人興奮的東西。」

該研究發表在《Angewandte Chemie》雜志上。

來源:cnBeta