碘化銅讓鈣鈦礦太陽(yáng)能電池更便宜

　　據物理學(xué)家組織網(wǎng)1月8日(北京時(shí)間)報道，美國諾特丹大學(xué)的科學(xué)家日前發(fā)現一種廉價(jià)的無(wú)機材料，能夠取代鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中昂貴的有機空穴導體，讓這種高效的太陽(yáng)能電池更加便宜。相關(guān)論文發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會(huì )會(huì )刊》上。

　　鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是當今最有前途的幾種光伏技術(shù)之一，其理論轉化效率最高可達50%，為目前市場(chǎng)上太陽(yáng)能電池轉化效率的兩倍，能大幅降低太陽(yáng)能電池的使用成本。雖然鈣鈦礦材料相對便宜，但用其制造太陽(yáng)能電池還需要用到一種名為spiro-OMeTAD的有機空穴導電聚合物，其市場(chǎng)價(jià)格是黃金的10倍以上。

　　新研究中，美國諾特丹大學(xué)的杰佛瑞·克里斯、雷蒙德·豐和普拉什特·卡瑪特發(fā)現用碘化銅制成的無(wú)機空穴導電材料可以替代spiro-OMeTAD。

　　克里斯說(shuō)：“新發(fā)現的無(wú)機空穴導電材料比以往的可替代材料都便宜得多，有望進(jìn)一步降低這種太陽(yáng)能電池的制造成本?！?/p>

　　鈣鈦礦是一類(lèi)具有特定晶體結構的材料，對太陽(yáng)能電池的制造而言，這種結構具有天然優(yōu)勢：較高的電荷載體遷移率和較好的光線(xiàn)擴散性能，使光電轉換過(guò)程中的能量損失極低。雖然碘化銅能夠充當鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的空穴導體現在才被證明，但銅系導體之前就被認為能夠在染料敏化太陽(yáng)能電池和量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池中充當重要角色，而最具吸引力的是它們優(yōu)良的導電性能。碘化銅導體的導電率比spiro-OMeTAD高兩個(gè)數量級，這使其能達到更高的填充系數，也決定了用其制成的太陽(yáng)能電池具有更大的功率。但目前的研究結果表明，包含碘化銅的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，在轉化效率上暫時(shí)不及原有技術(shù)。研究人員認為這可能與其較低的電壓相關(guān)。這一點(diǎn)未來(lái)有望通過(guò)降低其較高的重組率來(lái)彌補。

　　研究人員發(fā)現，碘化銅太陽(yáng)能電池還表現出一個(gè)優(yōu)勢，就是其良好的穩定性。實(shí)驗結果顯示，經(jīng)過(guò)兩小時(shí)的連續光照后，碘化銅太陽(yáng)能電池的電流絲毫沒(méi)有降低，而spiro-OMeTAD太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生的電流則下降了10%。這一點(diǎn)對太陽(yáng)能電池而言至關(guān)重要?？死锼拐f(shuō)，下一步他們將對實(shí)驗步驟進(jìn)行優(yōu)化，以使其實(shí)現更高的轉化效率。