據(jù)報(bào)道,近期的一項(xiàng)研究結(jié)果表明,辣椒不僅可以幫助人們做出美味佳肴,還可能是更穩(wěn)定、更高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的“秘方”。
數(shù)十年來,硅一直主宰著太陽(yáng)能電池市場(chǎng),但近年來,其寶座有被奪走的危險(xiǎn)。其中增長(zhǎng)最快的新產(chǎn)品當(dāng)屬鈣鈦礦,其效率從2009年的不到4%上升到今年早些時(shí)候的20%,接近硅25%的長(zhǎng)期記錄。而且它的生產(chǎn)成本也可能更低、更節(jié)能。
不僅如此,將其他材料與鈣鈦礦相結(jié)合,還能帶來不同的收益。例如,將其與硅結(jié)合能提高效率至接近30%,銦有助于提高其功率輸出,而二維添加劑和“體積龐大”的分子可以使其更加穩(wěn)定。
盡管金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體代表了最先進(jìn)的太陽(yáng)能電池技術(shù)的有希望的組成部分,但它們卻受到非輻射復(fù)合的困擾,這是一種不良的電子級(jí)工藝,會(huì)降低效率并加劇熱損失。
鑒于未來可持續(xù)的大趨勢(shì),研究人員想尋求一種天然的并且廉價(jià)的添加劑,以克服這一局限性并提高太陽(yáng)能電池的性能。
該研究的主要作者Qinye Bao說:“考慮到辣椒素的電、化學(xué)、光學(xué)和穩(wěn)定特性,我們初步發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)很有前途的候選者。”
研究人員只在甲基胺碘化鉛鈣鈦礦(MAPbI3)中加入了0.1%的辣椒素。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),用這種化合物制成的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率為21.88%,高于控制裝置中的19.1%。它們的穩(wěn)定性也得到了提高,在環(huán)境空氣中存放800小時(shí)后仍能保持原來效率的90%以上。
在進(jìn)一步的研究中,研究小組還發(fā)現(xiàn)辣椒素通過降低鈣鈦礦薄膜中的密度缺陷,并在不同半導(dǎo)體層之間創(chuàng)造一個(gè)更好的界面來促進(jìn)電荷傳輸。不過,研究人員表示,還需要做進(jìn)一步的工作來研究辣椒素在其他類型的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的作用。
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