虽然世界各地对可再生能源的需求呈指数增长,但立陶宛和德国的研究人员已经提出了一种开发低成本太阳能技术的新解决方案。 材料,由Kaunas理工大学(KT U)立陶宛科学家合成,自组装形成分子厚电极层,提供了一种实现高效钙钛矿单结和串联太阳能电池的简便方法。 生产这种材料的许可证是由一家日本公司购买的。
根据科学家的说法,实现钙钛矿基太阳能电池,结合低价格和高效率,已证明是一项困难的努力在过去。 大规模生产的特殊挑战是现有的孔选择接触的高价格和有限的通用性。 KTU化学家已经解决了这一挑战。
“太阳元素类似于三明治,所有的层都有一个功能,即。 吸收能量,将空穴与电子分离等。 我们正在开发孔选择接触层的材料,这是由材料的分子自组装在基片表面形成的,“Artiom Magomedov,Ph解释说。 D.名学生在KTU化学技术学院,该发明的合著者。
发达的单层膜可以称为完美的空穴传输材料,因为它们是廉价的,是由可扩展的技术形成的,并且与钙钛矿材料有很好的接触。 自组装单分子膜(SAMs)薄至1-2nm,覆盖整个表面;分子通过将其浸入稀释的溶液中沉积在表面.. 这些分子是基于咔唑头部基团与膦酸锚定基团,并能在各种氧化物上形成SAM..
根据科学家的说法,SAMs的使用有助于避免CIGS细胞表面粗糙的问题。 通过将基于SAM的钙钛矿太阳能电池集成到串联结构中,实现了23.26%的高效单片CIGSe/钙钛矿串联太阳能电池,这是目前这项技术的世界纪录。 此外,最近开发的用于Si/钙钛矿串联电池的SAMs实现了近27.5%的破纪录效率。
以钙钛矿为基础的单结和串联太阳能电池是太阳能的未来,因为它们更便宜,而且可能更有效。 目前商业使用的硅基太阳能元件的效率极限是饱和的.. 此外,半导体级硅资源越来越稀缺,提取元素的难度也越来越大。
据Magomedov说,一小时内到达地球表面的太阳能数量足以满足全人类每年的电力需求。 “太阳能的潜力是巨大的,”年轻的研究员说。
使用传统技术,1克硅(Si)足以产生几平方厘米的太阳能元素;然而,在KTU合成的1克材料足以覆盖多达1000平方米的表面。 此外,在KTU合成的自组装有机材料比目前在光伏元件中使用的替代品便宜得多。
几年来,KTU化学家小组一直在研究太阳能电池中自组装分子的使用。 这种材料是在KTU合成的,与德国的Helmholtz Zentrum Berlin(HZ B)和物理科学和技术中心(立陶宛)物理学家合作,用于生产一个功能正常的太阳能电池。
在KTU实验室合成的材料的生产许可证是由一家日本公司购买的;称为2PACz和MeO-2PACz的材料很快就会出现在市场上。 这意味着使用自组装化合物的创新技术可以在世界上最好的实验室进一步研究,并最终找到进入工业的道路。