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新材料提升鈣鈦礦太陽能電池轉(zhuǎn)換效率

鉅大LARGE  |  點擊量:1272次  |  2020年04月08日  

京都大學十二月十一日宣布,開發(fā)出了可使鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率比原來提高20%的材料。


開發(fā)的座墊型半導(dǎo)體材料(HND-Azulene)與鈣鈦礦太陽能電池的特性


鈣鈦礦太陽能電池可通過印刷作為材料的溶液來輕松制作,作為能大幅降低制造成本的太陽能電池備受期待。


京都大學化學研究所副教授若宮淳志等的研究小組,與大阪大學副教授佐伯昭紀和美國波士頓學院名譽教授勞倫斯·斯科特(LaurenceScott)共同研究,開發(fā)了自主設(shè)計的座墊型構(gòu)造有機半導(dǎo)體材料,將這種材料用作p型半導(dǎo)體的緩沖層,提高了鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。


京都大學將此次開發(fā)的成果,作為可提高鈣鈦礦太陽能電池效率的有機半導(dǎo)體材料分子的設(shè)計指針。今后將推進價格低且性能出色的材料開發(fā),鈣鈦礦太陽能電池的實用化研究有望加速。


鈣鈦礦太陽能電池此前一直是通過改良光吸收材料——鈣鈦礦層的制作方法來提高轉(zhuǎn)換效率的。


而有關(guān)從鈣鈦礦層提取由光生成電荷的緩沖層,因顯示優(yōu)異特性的材料有限,所以一般使用名為Spiro-OMeTAD、制造成本較高的有機半導(dǎo)體材料。因而制造成本低且性能出色的有機半導(dǎo)體材料開發(fā)一直是實用化的課題之一。


此次基于骨架擴展為二維片狀、具有座墊型結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計,開發(fā)出了涂布型有機半導(dǎo)體材料(HND-Azulene)。將其用作p型緩沖層,與使用以往的材料相比,轉(zhuǎn)換效率最大提高至1.2倍,達到了16.5%。


此次的研究成果十二月十日發(fā)表在了美國化學學會期刊《美國化學會志》(JournaloftheAmericanChemicalSociety)的在線速報版上。


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