液体油墨可以创造更高效和更便宜的太阳能电池

时间：2021-10-01 08:25:00 来源：

图表显示基因酯的元素层（CZT，左）和钙钛矿。

来自加州纳米系统研究所的一支科学家团队正在使用液体油墨来创造更好的太阳能电池，提高效率和降低成本。

太阳能电池的基本功能是收获阳光并将其变成电力。因此，重要的是，在电池表面上收集光的膜被设计用于最佳的能量吸收。寻求开发更高效的太阳能电池导致科学家之间的激烈竞争，以找到最低的成本和最高能源材料。

朝着这一目标，来自加州纳米系统研究所的UCLA科学家的佩戴团队正在提高彻底改变太阳能电池技术的新胶片材料的效率。由杨阳教授领导的研究人员，Carol and Lawrence E. Tannas Jr. UCLA Henry Samueli工程学院工程学院，最近发表了两项研究，其中它们增加了材料Kesterite和Perovskite的电力转换效率制作高效和低成本的太阳能电池。

kesterite.

酯酯是一种无机物质（不衍生自植物或动物），其由丰富的材料制成，例如铜，锌，锡和硫。UCLA团队制定了一种方法，通过控制用于在太阳能电池中使用的薄膜的油墨中的keterite纳米晶体的组成和分散来增加阳光至电力的方法。

在8月8日在线发布的纸张中，杨集团表明，它们控制和改善酯型油墨中纳米晶体的空间成分和分布的能力将其功率转换效率提高至8.6％，具有一致和可重复的技术。

“该装置采用铜，锌和锡，我们能够控制元素的比例更好地使纳米晶体更好，”博士生学者和第一个研究作者说。“过去的一个问题是由于元素分布问题导致电影中的缺陷太多。我们现在以精确地控制薄膜的空间元素和分布的方式合成纳米晶体。这使我们能够最大限度地提高太阳能电池效率。“

杨说，该团队能够用材料进行完整的解决方案流程。“这意味着所需的所有太阳能电池元素层 - 吸附剂，电极等是可以在表面上喷涂或涂漆的液体，以使该表面成为太阳能电池。”“这可能是电动汽车的屋顶，或建筑的外墙，窗户或屋顶。”

杨还指出，凯斯特石非常稳定，铜，锌和锡廉价且广泛可用。

佩罗夫斯基蒂

Perovskite是一种结合碳和铅的有机和无机杂化材料。由于五年前首次用作太阳能电池材料，因此提高其电力转换效率至近20％，如8月1日杂志上发表的研究中所示。

“我们已经开发了一种控制佩罗夫斯基特的形成，以使太阳能电池效率下降，”博士后的学者和周的第一次作家说，周四的研究，“Perovskite是一个非常低的成本生产和非常薄的材料，常规硅太阳能电池的厚度的一千秒。它可以使墙上的柔性，悬挂在墙上，或者可用于建造太阳能农场。“

Perovskite也开始作为液体油墨，并且UCLA研究人员在其生长过程中精致地控制了材料的动态，这在低温下在空气中完成。这使得制造具有高性能水平的大面积钙钛矿设备廉价。改进的技术可用于基于Perovskite的装置，这种不同的应用是发光二极管，场效应晶体管和传感器。

陈说，由于目前佩洛斯基特在空气中不稳定并随着时间的推移恶化，因此研究人员正在努力实现长期稳定，使其更加稳定。而且由于铅是一种有毒元素，因此未来环保的无铅钙钛矿材料将是一个有吸引力的主题。

杨表示，随着低成本的竞争，高效的太阳能电池如此热，他的团队尽可能多地追求，因为他们可以实现最有效，最低价格的太阳能电池。

刊物：

WAN-CHING HSU等，“空间元件分布控制在完全解决的纳米晶体的基于8.6％CU2ZNSN（SE，SE）4装置”ACS NANO“，2014; DOI：10.1021 / NN503992距离周，等，“高效佩洛夫太阳能电池的界面工程”2014年8月1日科学：卷。 345号。 6196 PP 542-546; DOI：10.1126 / Science.1254050

图像：加州大学洛杉矶分校

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