此次诺贝尔化学奖的焦点为“量子点(quantum dot)”,这种可以携带电荷的纳米晶体,也可以用在钙钛矿太阳能,最近伊朗科学家更用量子点,潜在的太阳能转换效率逼近30%。
1、伊朗伊斯兰阿扎德大学正进行一系列的钙钛矿太阳能模拟,研究钙钛矿量子点( perovskite quantum dot,PQD)的增长潜力,评估是否能改变、调节钙钛矿光吸收剂的特性,最后增强太阳能电池光电性能。
2、与燃料太阳能电池类似,钙钛矿材料涂覆在电荷传导介孔支架上,当作光吸收剂,团队首先以转换效率为14%的三碘合铅酸铯(CsPbI3)量子点钙钛矿进行实验。预想配置是为氧化铟锡基板、氧化锡(SnO2)电子传输层、混合PCBM跟CsPbI3量子点的光吸收剂,包括由PTB聚合物、三氧化钼(MoO3)和金制成的前驱薄膜。
3、研究团队考虑材料比例、沉积过程等一系列不同的制程,还包括石墨烯等纳米颗粒的使用以及不同夹层材料的堆栈沉积,希望能修改CsPbI 3的性能。分析显示,光吸收层材料的能隙必须在1-1.7 eV之间,电子亲和力得在3.7-4 eV之间。
4、团队表示,为了制造高效率的量子点太阳能电池,我们需要具有高电子迁移率的吸收层,团队也发现钙钛矿光吸收层的理想厚度应在100 nm至350 nm之间。研究指出,优化版本显示出,潜在的功率转换效率为29.88%;团队认为,新研究可能有助于其他研究人员研究CsPbI 3材料,打造高效、稳定、大规模和灵活的钙钛矿量子点太阳能电池。
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