密西根大學利用低分子添加物提高了鈣鈦礦太陽電池耐久性

 

刊登日期:2024/3/9
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美國密西根大學設計了一項可將鈣鈦礦材料中的晶格缺陷予以鈍化,以提高耐熱性等耐久性之低分子類添加物。研究團隊發現具有高配位數與分子量之低分子添加物具有優異的缺陷鈍化效果。

密西根大學著眼於高分子量與配位數之「大體積」分子的潛力,設計了3種不同尺寸與結晶構造的分子添加物,並就對於鹵化鈣鈦礦薄膜穩定性的影響進行了研究。結果發現高分子量與配位數的分子具有許多與鈣鈦礦結晶相互作用的結合位點,透過與晶格缺陷結合,抑制了缺陷的生長,進而帶來高鈍化效果。

此外,由於體積最大的分子在製造時增大了結晶粒徑,減少了晶界數量,進而具有減少容易在晶界產生之缺陷生成位點的效果。透過抑制缺陷產生且讓缺陷鈍化,已確認可以提高鈣鈦礦太陽電池的整體光電性能與熱穩定性。另一方面,即使將含有大體積添加物的鈣鈦礦薄膜加熱至200°C以上,仍可維持薄膜特有的板岩黑色,並減少晶格缺陷。

此項研究成果將有助於提升鈣鈦礦材料的耐久性,提高鈣鈦礦太陽電池的整體成本效率。另與矽類半導體結合應用,將可望製作出可實現理論最大效率之串聯太陽電池。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/240131_bulky-additives.html
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