氧化铝开创溶液处理太阳能电池转化效率新纪录

时间:2021-11-13 02:14

本文摘要:中国科技网讯 据物理学家的组织网10月11日报导,由英国牛津大学科学家率领的研究团队,以违背直觉的方式,用较低光敏性的氧化铝(Al2O3)替代光唤起能力较好的二氧化钛(TiO2)作为电极,将溶液可处置的太阳能电池的转化成效率提高至10.9%,建构了新的纪录。他们指出这是因为氧化铝需要当作惰性支架,被迫电子逗留其中,并通过超薄的吸收体层展开传输。 涉及研究报告公开发表在近期出版发行的《科学》杂志上。

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中国科技网讯 据物理学家的组织网10月11日报导,由英国牛津大学科学家率领的研究团队,以违背直觉的方式,用较低光敏性的氧化铝(Al2O3)替代光唤起能力较好的二氧化钛(TiO2)作为电极,将溶液可处置的太阳能电池的转化成效率提高至10.9%,建构了新的纪录。他们指出这是因为氧化铝需要当作惰性支架,被迫电子逗留其中,并通过超薄的吸收体层展开传输。

涉及研究报告公开发表在近期出版发行的《科学》杂志上。研究人员谈及,虽然所含砷化镓的太阳能电池的效率最低平均28%左右,但此次毫无疑问首创了溶液可处置的固态太阳能电池的转化成效率记录。

同时,这一转化率还有望在未来数年急速提高。但在吸取光子并分解电子的光电过程中,基本的能量损失不会逐步下降。为了解决这些损失,此前的研究企图将厚度为2纳米至10纳米的镀锌层(ETA),可选到二氧化钛电极的内表面,以强化电流密度和电压。

而之前具有ETA层的太阳能电池的转化成效率仅有为6.3%,科学家分析这很有可能与二氧化钛造成的电子恐慌和较低迁移率有关。因此他们在此次的研究中转用氧化铝作为电极,其所分解的光激电子能被保有在ETA层内,而会减少氧化物内的能级水平。同时,用于氧化铝电极还具备多种优势,例如它能明显提高电子的传送速度,被迫电子较慢穿越钙钛矿ETA层,并同时提升电压。

这一改良也能使太阳能电池的转化成效率从8%左右提高至10.9%。因为氧化铝当作了中尺度的支架,而不出光致唤起中充分发挥任何起到。科研人员回应,这项工作使低成本的溶液处置太阳能电池离晶体半导体的极致性能又将近了一步,也为今后的研发修筑了普遍的可能性。

他们还希望通过用于新型的钙钛矿和其他半导体,或是拓展光的吸取范围等途径,使得电池未来的效率需要获得更进一步提高。


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