钙钛矿太阳能电池如何大幅提升能量转换效率?

研究人员将钙钛矿及有机材料,藉由块材异质接面结构结合一体,可以构成钙钛矿有机结合太阳能电池.此结构可以具有钙钛矿的可见紫外光吸收特性及块材异质接面结构的近红外吸收特性,使得此太阳能电池可以全面性地接收具有紫外到近红外的太阳能光谱。...



最近几年,钙钛矿太阳能电池领域里,因密集研究高质量的钙钛矿薄膜而有了快速突破性的成长。

透过这些努力研究的结果, 能源转化效率(PCEs)已超过20%功率转化效率. 然而, 目前最新效能的钙钛矿(FAPbI3), 大部分还是只能有效利用在太阳能辐射800 nm以下波段,而无法使用在近红外波段(NIR)范围里.因此, 如果研究人员可以找到方法让钙钛矿有效利用近红外的太阳能辐射,是有可能可以进一步改善其功率转化效率。

如(图一)研究人员将钙钛矿及有机材料,藉由块材异质接面结构(Bulk-heterojunction, BHJ)结合一体,可以构成钙钛矿有机结合太阳能电池.此结构可以具有钙钛矿的可见紫外光吸收特性及块材异质接面结构的近红外吸收特性,使得此太阳能电池可以全面性地接收具有紫外到近红外的太阳能光谱。



（图二）　　      　　　　　（图三）

透过（图二）的J-V 曲线 与 （图三）的外部量子效率光谱,清楚地呈现了钙钛矿太阳能电池与各种BHJ结合的优化情况。

研究显示钙钛矿有机结合太阳能电池的短路电流密度 (Jsc)从17.61mA cm-2增加到18.17,19.08,20.04 mA cm-2，能量转换效率也从14.70%提升至 16.36%。

这几年钙钛矿太阳能电池研究成果意义重大，对于钙钛矿及有机材料的块材异质接面结构作结合，大幅地提升能量转换效率的特点，也让未来太阳能产业在提升能源效率上更是一大进步。

期刊: Adv. Mater. 2016期刊网址:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201504555/epdf?r3_referer=wol&tracking_action=preview_click&show_checkout=1&purchase_referrer=onlinelibrary.wiley.com&purchase_site_license=LICENSE_DENIED

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