环保型太阳能电池中的双钙钛矿

从无铅钙钛矿制造太阳能电池的道路上又迈出了一步。瑞典林雪平大学和新加坡南洋理工大学合作开发了基于双钙钛矿的高质量薄膜，这些薄膜具有良好的光伏特性。

世界各地的研究小组已经认识到钙钛矿作为开发廉价，环保和高效太阳能电池最有前途的材料之一的潜力。在短短几年内，功率转换效率从几个百分点增加到超过22%。目前可用于太阳能电池的钙钛矿含有铅，而LiU的高级讲师冯高于2017年秋季被任命为Wallenberg Academy研究员，开发无铅双钙钛矿，其中含有单价金属和三价金属取代二价铅。

在生物分子与有机电子学系的实验室，刘博士，博士后研究人员Weihua Ning和Feng Wang成功制造了双层钙钛矿致密晶体的单层薄膜。这些薄膜具有极高的质量，可用作太阳能电池中的有源层，其中阳光被吸收并产生电荷载体。

“我们在新加坡南洋理工大学的同事已经证明，电荷载体在材料中表现出很长的扩散长度，如果材料适合太阳能电池的应用，这是必要的，”Feang Gao说。

太阳能电池的功率转换效率仍然很低 - 只有约1%的太阳能能量转换为电能 - 但冯高或魏华宁都不担心。

“不，我们采取了第一个重大步骤，并开发了一种制造活性层的方法。我们有几个很好的想法，如何在不久的将来提高效率，”冯高说。

研究人员已经计算出超过4,000种不同的材料组合可以形成双钙钛矿。他们还将使用理论计算来确定最适合用于太阳能电池的组合。

双钙钛矿研究的这一突破也是林雪平大学和南洋理工大学材料材料 - 科学和纳米科学/技术的联合博士项目研究教育的结果。

“本出版物是关于NTU-LiU之间联合博士项目的讨论的衍生产品。两名博士生，每个人都有一名，已经被招募参与这个项目。这是该项目的一个很好的开端。 “ 南大的Tze Chien Sum教授说。

“我们相互补充，由南大的Sum Tze ChienSum教授领导的小组是光物理专家，我们是材料科学和器件物理专家，”冯高说。