讓太陽能更“能”！
發(fā)布時間:2019-11-06 | 來源：新能源與材料學(xué)院 | 瀏覽量：
太陽能電池是一種將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要產(chǎn)品。自2009年首次被應(yīng)用到太陽能發(fā)電領(lǐng)域以后，鈣鈦礦基于性能優(yōu)異、成本低廉等特征，具有巨大的商業(yè)價(jià)值，鈣鈦礦太陽能電池也日益受到關(guān)注和歡迎。那么鈣鈦礦太陽能電池能否進(jìn)一步提升光電轉(zhuǎn)換效率，讓太陽能更“能”呢？近日，中國石油大學(xué)（北京）新能源與材料學(xué)院李振興副研究員等人針對鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸材料進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)出一種新型的電子傳輸材料，光電轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的電子傳輸材料提高40%。
對于鈣鈦礦太陽能電池而言，電子傳輸材料是決定其光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素。李振興副研究員與美國加州大學(xué)洛杉磯分校楊陽教授、蘇州大學(xué)王照奎教授合作，針對鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸材料進(jìn)行了深入研究，通過溶劑熱方法設(shè)計(jì)出一種新型的電子傳輸材料氧化錫包覆氧化鋅核殼納米結(jié)構(gòu)（ZnO@SnO2）。該研究成果以“Core-Shell ZnO@SnO2 Nanoparticles for Efficient Inorganic Perovskite Solar Cells”（氧化錫包覆氧化鋅核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒有效提高無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率）為題，發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《Journal of the American Chemical Society》（影響因子14.695）上。
采用新型電子傳輸材料的無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率
該研究成果首次提出了氧化錫包覆氧化鋅核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法，揭示了其具有較高光電轉(zhuǎn)換效率的內(nèi)在機(jī)理。由于SnO2殼層的能級匹配和核層ZnO納米粒子的高電子遷移率，無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)14.35%。ZnO@SnO2核-殼納米粒子的尺寸為8.1nm，電子遷移率是SnO2納米粒子的7倍。同時，均勻的核殼型ZnO@SnO2納米粒子對無機(jī)鈣鈦礦薄膜的生長極為有利。這些結(jié)果表明，氧化錫包覆氧化鋅核殼納米結(jié)構(gòu)是一種理想的太陽能電池的電子傳輸層，光電轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的電子傳輸材料提高40%。
此項(xiàng)研究成果第一完成單位為中國石油大學(xué)（北京），第一作者兼通訊作者為李振興，美國加州大學(xué)洛杉磯分校楊陽教授、蘇州大學(xué)王照奎教授為共同通訊作者。
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