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基于下转换材料的钙钛矿太阳能电池

一个国际研究小组评估了下转换材料克服太阳能电池不良蓝色反应的潜力。他们分析了如何使用该材料来提高基于钙钛矿的光伏设备的性能,并发现这方面有取得进展的机会。

DC层采用发光下转换材料并直接置于表面的太阳能电池

一个国际研究小组研究了如何利用下转换(DC)材料来提高钙钛矿光伏电池的性能。他们发现这种材料可将紫外光(UV)转换为可见光,提高发电量,同时还提供紫外线屏蔽。

学者们说:“这种DC材料可以吸收高能量光子(300-500纳米),并重新发射一个较长波长的光子,而光伏设备对后者更加敏感。于是我们研究了各类DC材料,如量子点(QD)、氧化物、发光玻璃、镧系元素和有机染料。”

他们认为,这类材料应被用来克服太阳能电池不良蓝色反应,同时吸收通常为300至500纳米的短波长光,并重新发射出较长波长的光。他们重点研究了镧系和非镧系DC材料。

他们解释说:“光致发光是镧系元素一个有吸引力的特性,并表现为颜色纯度高的尖锐发射峰。”

他们说,这种发光的原因是电子激发了离子的辐射性和非辐射性转变。镧系元素通常用于制造合金,为金属赋予强度和硬度。

科学家们说,DC材料可以很容易地掺入电荷传输层或钙钛矿光活性层中,以改进钙钛矿电池。它们应会发挥双重功能特性,促进电荷载体传输。

研究小组说:“大多数镧系DC材料的合成过程需要高温,加上它们在地球上很有限的材料供应,限制了在未来的应用。非镧系DC材料的开发有望成为未来具有成本效益的一种设备应用方法。”

他们在最近发表在《RLL Solar》上的《下转换材料用于钙钛矿太阳能电池》中描述了这些发现。该团队包括来自英国斯旺西大学、阿联酋哈利法科学技术大学、印度CSIR-国家物理实验室和查谟大学,以及印度理工学院的科学家。

科学家们说:“这项研究可能会让从事PSC的研究人员开发出更多的光稳定设备,从而有助于未来在日益增长的绿色能源市场中实现商业化。未来重点也将是在光伏设备中利用从红外到紫外的整个入射光谱。”

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