钙钛矿太阳能电池的新世界效率记录

最近与UNIST合作的一项研究发现了生产无机 - 有机杂化钙钛矿太阳能电池(PSC)的新成本效益方法的关键，这种方法在小电池中创造了22.1%的新的世界记录效率，在1-平方厘米的细胞。

这一突破来自于UNIST能源与化学工程系杰出教授Sang-Il Seok与韩国化学技术研究所的Jun Hong Noh教授和汉阳大学的Eun Kyu Kim教授合作进行的一项研究。该研究的作者。

该技术的一个关键特征是其能够固定钙钛矿卤化物中的主要缺陷，已知这会降低光电效率。他们的研究结果发表于6月30日的“ 科学 ”杂志在线发表，表明通过管理缺乏卤化物阴离子来仔细控制钙钛矿层的生长条件对于实现基于卤化铅 - 钙钛矿的高效薄膜PSC至关重要。吸收剂。

“这项研究可以将钙钛矿太阳能电池目前的记录效率从20.1%提高到22.1%，”Seok教授说。“这将加速低成本，高性能钙钛矿太阳能电池的商业化。”

钙钛矿是一种独特的晶体结构，由具有多种阳离子和混合卤化物阴离子的甲脒组成。钙钛矿太阳能电池(PSC)是一种太阳能电池，其包括钙钛矿结构化合物，最常见的是混合有机 - 无机铅或基于卤化锡的材料，作为光捕获活性层。

有机 - 无机混合PSC是一种太阳能电池，其包括钙钛矿结构化合物，作为光捕获活性层。由于它们在高效太阳能电池和光发射中的应用，这些装置引起了很多研究兴趣。实际上，这些太阳能电池不仅显示出相对高的光伏能量转换效率(高于22%)，而且还可以使用廉价的无机 - 有机钙钛矿化合物容易地制造。

在基板上形成致密且均匀的薄层对于制造高性能PSC是至关重要的。通过降低开路电压和短路电流密度来降低电池性能的缺陷状态的浓度需要尽可能低。

研究小组报告说，通过管理缺乏卤化物阴离子来仔细控制钙钛矿层的生长条件对于实现基于卤化铅 - 钙钛矿吸收剂的高效薄膜PSC至关重要。

在他们的研究中，研究小组证明了在有机阳离子溶液中引入了额外的碘离子，用于通过分子内交换过程形成钙钛矿层，降低了深层缺陷的浓度。结果表明，缺陷设计的薄钙钛矿层能够制造PSC，其小电池的功率转换效率为22.1%，1平方厘米电池的功率转换效率为19.7%。

缺陷减少的PSC的能量转换效率为22.1%，并已获得国家可再生能源实验室(NREL)的官方认证。

“制造高性能太阳能电池的关键是减少材料中的缺陷，这些材料在将太阳光转化为电能时会产生能量损失，”Seok教授说。“我们的研究提出了一种抑制深层缺陷形成的新方法，从而为PSC创造了新的记录效率。”