仿生支架扣押在受损的钙钛矿的太阳能电池

英国科学家们制定钙钛矿封存可溶性铅离子的太阳能电池,如果细胞遭受损伤。通过最小化的机会导致泄漏到环境中,故障安全系统可以增加钙钛矿的商业前景的太阳能电池。

有两个问题解决之前钙钛矿太阳能电池大规模部署都很实用。其中一个是稳定,另一个是领导的问题,”解释道布莱恩•桑德斯来自曼彻斯特大学的。“我们试图解决的问题。虽然有研究无铅钙钛矿的太阳能电池效率最高的,钙钛矿细胞含有约30%在光敏层,这是部分吸收光并把它变成电。

钙钛矿的桑德斯和他的同事们设计的太阳能电池包括一个介孔支架TiO组成₂纳米颗粒和羟磷灰石纳米粒子。羟磷灰石,磷酸氢钙的结晶形式,也是骨骼的主要成分。正如领导可以替代骨骼中的钙,研究小组发现,如果他们的钙钛矿细胞受损(冰雹,例如),然后浸入水中,钙离子内羟磷灰石钙钛矿与铅离子交换。这将羟磷灰石hydroxypyromorphite和防止铅被释放到环境中。他们发现使用比率为70%羟磷灰石TiO的30%₂在电子传输层给最好的结果。

以前的方法隔绝在钙钛矿太阳能电池膨胀时吸收铅的专注于聚合物。然而,聚合物的机械完整性和长寿可以破坏细胞是否损坏或丢弃。此外,合成羟磷灰石,密度更高,所以能吸收比聚合物,导致单位面积和存储安全作为惰性无机矿物。

出乎意料,羟磷灰石也增加了钙钛矿的太阳能电池的效率从17.76%——当使用羟磷灰石,20.98%与70%的羟磷灰石。进一步的调查显示,包括羟磷灰石在电子传递矩阵导致较大的晶粒尺寸。这降低了晶界面积和陷阱密度,减少晶界缺陷的数量。

钙钛矿太阳能电池工作的专家们留下了很深的印象。“这项研究提供了宝贵的见解在设备的设计固铅钙钛矿的安全部署光伏技术,“评论他气,从冲绳科技研究所的研究生院在日本。和Trystan沃森英国斯旺西大学的说,它代表了一个重要的步骤在提供他们的信心,让这些新的和新兴材料可以使我们的屋顶。

现在团队打算优化设备,以便它可以捕获100%的铅离子,以及增加其能量转化效率。