冲绳科学与技术研究院研究生院的研究人员消除了新一代太阳能电池顶层的小孔问题。同时,他们也有效提高了太阳能电池的寿命,降低了其厚度。太阳能电池顶层的小孔,被认为是钙钛矿型太阳能电池迅速退化的重要原因,因为它是水和氧气侵蚀钙钛矿材料活化层的路径。
世界各地的研究人员都在努力开发钙钛矿型太阳能材料,以期能取代硅基太阳能电池。如果空穴传导层中没有小孔的存在,那么钙钛矿太阳能电池就能被很好地保护起来。研究人员通过一种独特的方法来制备太阳能电池的顶层,从而消除了小孔—采用spiro-OMeTAD材料来制备。它们在真空室中将粉末蒸发,并沉积到太阳能电池上,为了制备这一层,太阳能电池被倒置在真空室中。当对这种材料加热的时候,这种材料会发生蒸发,形成的气态分子会沉积在钙钛矿电池的表面,从而形成一层保护层。真空蒸发使得我们能更加精确地控制沉积速率,因此能更好地控制厚度。我们能将太阳能电池的厚度从200nm降到70nm。该方法同时也使得该团队能更加精确地控制何时以及如何加入其他部件。因此他们可以更加精确地控制能级,从而使得空穴的移动更加容易。“顶层和钙钛矿材料的差异越小,越有利于能量转化。”Jung说。蒸镀法也能有效延长太阳能电池的寿命。以前,太阳能电池在使用几天之后其效率就会明显下降。现在,则可以延长到35天。
虽然蒸镀法钙钛矿太阳能电池比传统硅基太阳能电池更便宜,但是却比旋涂法电池更贵。该团队目前致力于如何平衡成本与效率,并且希望能找到一种方法来彻底解决小孔问题。
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