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隨著能源危機(jī)、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重,廣大科研工作者開(kāi)始致力于研發(fā)替代傳統(tǒng)能源的新型能源補(bǔ)給方式。太陽(yáng)能電池作為一種取之不盡的清潔能源廣受關(guān)注。其中,銅鋅錫硫硒薄膜電池作為第三代太陽(yáng)能電池,具備儲(chǔ)量豐富、低毒性、理論效率高等優(yōu)勢(shì),是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色光伏材料。
主要期望通過(guò)優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),以及完善工藝開(kāi)發(fā),制備更高性能的功率器件和深紫外探測(cè)器件,實(shí)現(xiàn)更高的擊穿電壓,更低的導(dǎo)通電阻,更高的響應(yīng)度和更快的響應(yīng)速度等。
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池,其發(fā)展極為迅速,光電轉(zhuǎn)換效率在短短的10年間從3.8%到25%,更有各個(gè)領(lǐng)域的專家推出鈣鈦礦/硅基疊層太陽(yáng)能電池,鈣鈦礦/銅基薄膜疊層電池以及全無(wú)機(jī)鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池等多元化的基于“鈣鈦礦”概念的太陽(yáng)能電池,有望成為下一代太陽(yáng)能電池的主力產(chǎn)品。
上海科技大學(xué)寧志軍課題組今年在非鉛鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該課題組前期采用低維錫基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和納米梯度結(jié)構(gòu)制備了高效太陽(yáng)能電池,在近期的研究中將錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池開(kāi)路電壓提高到0.94 V,12.4%的光電轉(zhuǎn)化效率,是目前已知的穩(wěn)態(tài)輸出效率較高的非鉛鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。
鈣鈦礦(Perovskite)材料是一類有著與鈦酸鈣(CaTiO3)相同晶體結(jié)構(gòu)的材料。 鈣鈦礦材料結(jié)構(gòu)式一般為ABX3,其中A,B是兩種陽(yáng)離子,X 是陰離子。 近200年來(lái),人們對(duì)鈣鈦礦材料的研究從未停止,元素周期表幾乎所有的元素都可以占據(jù)晶格結(jié)構(gòu)的位置組成鈣鈦礦。鈣鈦礦大家族里現(xiàn)已包括數(shù)百種物質(zhì),范圍極為廣泛,其中很多是人工合成的。 這類材料具有獨(dú)特的魅力,其多變的晶體結(jié)構(gòu)可以引申出眾多的材料屬性:可以是絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體,可以具有鐵電性、鐵磁性,鐵彈性、催化性、質(zhì)子傳導(dǎo)性、離子傳導(dǎo)性、光電性。
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