氟化物从根本上改善了钙钛矿太阳能电池的稳定性

大家好,今日小经来聊聊一篇关于氟化物从根本上改善了钙钛矿太阳能电池的稳定性的文章,现在让我们往下看看吧！

由于制造成本非常低廉，钙钛矿太阳能电池一直是最近太阳能研究的核心。因此，它们的效率从2009年的不到4%提高到目前的24%以上，接近传统的硅电池。所谓的串联电池，结合了硅和钙钛矿电池，效率超过28%。

尽管取得了这样的成功，但由于材料的性质和制造方法，钙钛矿仍有许多缺陷。随着时间的推移，金属卤化物的原子结构中的空位在水、光和热的影响下引起钙钛矿的降解。

保护层

埃尔霍芬、特温特和北京的研究人员通过在生产过程中添加少量氟化物，对一种新型钙钛矿进行了实验。就像牙膏中的氟化物一样，氟离子在晶体周围形成保护层，阻止有害缺陷的扩散。

“我们的工作大大提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性，”TU/E计算能源研究中心和应用物理系助理教授夏树陶说。纸。“在极端光照和高温条件下，我们的电池在1000小时后仍能保持90%的效率。这是传统钙钛矿化合物的数倍。我们实现了21.3%的效率，这是进一步提高效率的良好开端。”

由于其高导电性，氟化物通过在材料表面形成强氢键和离子键来稳定钙钛矿晶格。

埃因霍温团队的大部分工作解释了为什么与其他卤素相比，氟化物是如此有效的成分。通过计算机模拟，他们得出结论，部分成功是由于氟离子的小尺寸和高电负性。一种元素的电负性越高，越容易吸引邻近元素的电子。这有助于氟离子与钙钛矿化合物中的其他元素形成强键，形成稳定的保护层。

未来的研究

这项研究被认为是未来成功实现钙钛矿太阳能电池的重要一步。然而，仍有许多工作要做。太阳能行业的金标准是10到15年后保留率至少要达到原来效率的85%，这对于钙钛矿电池来说还是很遥远的。

“我们预计这些细胞还需要5到10年才能成为商业上可行的产品。我们不仅需要进一步提高它的效率和稳定性，还需要对原子的相关机制有更好的理论认识。我们仍然没有找到所有的答案，为什么有些材料在提高这些细胞的长期稳定性方面比其他材料更有效，”陶说。

这篇好文章是转载于：知行礼动