美国造出无铅太阳能电池 无需用昂贵设备

来源:发布时间:2014-05-07 08:46:59

外媒称,美国西北大学研究人员率先开发了一种效率令人满意的新型太阳能电池,它利用了含锡的钙钛矿替代原先含铅的钙钛矿作为光吸收剂。这种低成本、对环境友好的太阳能电池可以采用简单的化学方法——即无需使用昂贵的设备或有害的材料——很方便地加以制造。

据美国每日科学网站5月4日报道,专门从事锡研究的无机化学家迈尔库里·卡纳齐季斯说:“这对于把铅从一种非常有前途的太阳能电池类型(即所谓的钙钛矿电池)中去除掉是一个重大突破。锡是一种非常可行的材料,我们已证明这种材料确实可以像高效的太阳能电池那样工作。”领导这项研究的卡纳齐季斯是西北大学化学教授。

报道称,这种新型太阳能电池采用一种名为钙钛矿的材料,但以锡替代铅作为其中的吸光剂。铅钙钛矿可以实现15%的转换效率,而锡钙钛矿的转换效率应该能够与之匹敌甚至超过这一水平。钙钛矿太阳能电池正在被称赞为“光伏技术的下一个大事件”,并已经为这个领域重新注入了活力。

卡纳齐季斯开发、合成和分析了这种材料。然后他向本校合作者、纳米科学家张邦衡求助,以便设计出一种能正常工作的太阳能电池。西北大学材料学和工程学教授张邦衡说:“我们的锡钙钛矿层起到了有效吸收太阳光的作用,它被夹在两个电荷传输层之间,以便把电能输送到外界。”

报道称,有关这种无铅太阳能电池的详细说明5月4日发表在《自然-光子学》月刊上。卡纳齐季斯和张邦衡两人是这篇论文的资深作者。

卡纳齐季斯说,他们的固态锡太阳能电池的转换效率接近6%,这是一个很不错的起点。有几点使这种材料与众不同:它可以吸收可见光谱上的大部分光线,而且钙钛矿盐可以分解,并且无需加热就可以在溶剂被清除时重组。他说:“其他科学家将了解我们所取得的成果并对我们的方法加以改进。”

钙钛矿太阳能电池是2008年后才问世的——而且还只存在于实验室中。2012年,卡纳齐季斯和张邦衡曾说,新型锡钙钛矿太阳能电池有望实现更高效率并降低制造成本,同时保持对环境的安全。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201405/07/218673.html
责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
美国前9个月进口太阳能电池片17GW来源:光伏情报处 发布时间:2025-12-26 15:32:32

根据美国海关进口数据统计,2025 年1-9 月美国累计进口光伏电池片17.1GW, 较2024年同期的9.86GW增长73%。

中山大学毕冬勤AM:邻苯二酚锚定基团助力锡-铅钙钛矿全钙钛矿叠层效率突破28.3%来源:知光谷 发布时间:2025-12-24 09:19:15

本研究中山大学毕冬勤等人首次设计并引入一种新型SAM分子——9--9H-咔唑,其具有共轭邻苯二酚锚定基团,应用于锡-铅钙钛矿电池中。此外,DOPhCz加速空穴提取并减少器件工作过程中的化学扰动。应用于全钙钛矿叠层电池时,效率达到28.30%。高效稳定全钙钛矿叠层电池:基于DOPhCz的Sn-Pb子电池效率达24.17%,全钙钛矿叠层效率达28.30%;在最大功率点连续运行500小时后仍保持80%初始效率,界面与运行稳定性显著优于2PACz体系。

苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

27.2%!中科院游经碧团队Science:HVCD策略制备高效率钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:11:11

近期,中国科学院半导体研究所游经碧研究员领导的团队发现,基于MACl制备的钙钛矿薄膜存在垂直方向上氯分布不均匀的问题,主要原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中迅速迁移至上表面引起富集。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜,团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。该研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升,将为其产业化发展提供重要支撑。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

港科大周圆圆、港理工蔡嵩骅等人NC:揭秘钙钛矿电池性能的“隐形杀手”——晶内杂质纳米团簇来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:29:28

香港科技大学周圆圆、香港理工大学蔡嵩骅等研究团队,通过低剂量扫描透射电子显微镜首次在铯掺杂混合阳离子钙钛矿薄膜中,发现了一种新型亚稳态晶粒内杂质纳米簇。核心技术亮点首次发现晶粒内隐藏杂质:利用超低剂量扫描透射电镜,首次在原子尺度上直接观测并解析了隐藏在钙钛矿晶粒内部的亚稳态ABX型杂质纳米团簇的晶体结构。

西安交通大学马伟团队Angew:香豆素基挥发/非挥发性固体添加剂协同作用,助力有机太阳能电池效率突破20.3%!来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:27:12

针对这一挑战,湘潭大学、西安交通大学、西安科技大学等多个团队合作设计并合成了两种具有相似骨架的香豆素衍生物固体添加剂:挥发性C5与非挥性C6。结论展望本研究通过精准设计一对结构相似但挥发性迥异的香豆素衍生物添加剂,首次系统比较并揭示了挥发性与非挥发性固体添加剂在有机太阳能电池中的作用机制差异。

四川大学彭强团队NC:溶剂蒸汽扩散驱动多尺度预聚集策略,助力有机太阳能电池突破20.7%效率!来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:25:04

论文概览精确调控活性层形貌是提升有机太阳能电池效率的关键,但其复杂性使得实现可重复的最优结构极具挑战。针对此难题,四川大学彭强、徐晓鹏团队创新性地开发了一种溶剂蒸汽扩散策略。实现效率突破:将单结有机太阳能电池效率推升至20.7%以上,跻身世界最高效率行列。结论展望本研究成功开发并验证了一种基于溶剂蒸汽扩散的、用于精确调控非富勒烯受体多尺度预聚集的通用策略。

紫色光/紫外光线诱导的卤化物钙钛矿太阳能电池钝化失效来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:50:34

胺基末端配体,无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用,都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂,并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而,即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池,在运行过程中仍会迅速降解,这引发了对钝化耐久性的担忧。总之,研究结果揭示了一种普遍机制,即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化,而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。

抑制PEDOT:PSS相分离以提升柔性全钙钛矿叠层太阳能电池效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:45:15

Empa、四川大学、国立清华大学、FluximAG、苏黎世联邦理工学院和斯洛伐克科学院的研究人员证明,超薄PEDOT:PSS中的垂直相分离会产生界面偶极,限制柔性钙钛矿叠层电池性能,而将曲拉通加入PEDOT:PSS可抑制这些偶极子并提升器件效率。柔性全钙钛矿叠层太阳能电池和微型模块。本研究不仅揭示了PEDOT:PSS中界面偶极子作为钙钛矿叠层中的隐藏损耗机制,还提供了一种可扩展的克服方法。