物理科技生物学-PHYICA

科珍幼阁学家们用三明治模型从太阳能效率的挑战中咬了一口

技术工程 2021-11-14 21:53:27

atomic structureCredit:CC0 Public Domain在一个渴望更便宜、更高效的可再生能源的世界里,澳大利亚研究人员提供了一份大餐。由激子科学研究中心领导的研究表明,某些钙钛矿太阳能电池中使用的二维(2D)薄膜非常像三明治。钙钛矿是太阳能研究和设计前沿的令人兴奋的材料。

此前,科学家认为这些2D钙钛矿薄膜具有“梯度”结构,其中某些成分在材料深处被发现,而其他互补元素仅位于更靠近表面的位置,就像饼干的顶部。

然而,在《材料化学杂志》上发表的一篇论文中,墨尔本大学激子科学的成员与澳大利亚国家科学机构CSIRO和山东大学的合作者一起,为三明治状结构提供了证据,其中两层相同类型的(面包)包围一个中心的对比层(馅料)。

这种布局鼓励激子——对将太阳光转化为电能非常重要的准粒子——从膜的中心层移动到膜的两个表面,而自由载流子传输电荷以被电极收集,当结合到器件中时,有助于产生更有效的太阳能。

“一个真正的问题是了解这些2D钙钛矿太阳能电池的真正结构是什么,”相应的作者肯·吉吉诺教授说。

“在文献中有相当多的争议。我们取得的进展是找出这些薄膜的真正结构,以及它们在太阳能电池中的工作原理。”

2D钙钛矿器件由于其相对于“3D”钙钛矿电池的优异稳定性和耐用性而特别引人关注。研究人员利用CSIRO的基础设施和专业知识开发的原型2D设备已经证明了13%的效率。

随着对这种结构有了更多的基础了解,研究人员现在将试图通过改变钙钛矿夹层内的层厚度来提高器件效率。"

除了太阳能电池,改进的2D钙钛矿薄膜在发光二极管和光电探测器中也有重要应用,如视频成像、光通信、生物医学成像、安全、夜视、气体传感和运动检测。

主要作者费征博士说:“这是第一次提出夹层结构,而不是传统的梯度分布模型。我们认为这一发现将有助于2D电池和发光二极管更高性能的设计和器件优化。”

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/jishugongcheng/4146.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~