用于更高效的太阳能电池的新一类佩罗夫斯基斯

一种用于开发混合薄膜材料的技术,这些材料通常是由材料科学家设计的难以置信的发展。欧洲杯足球竞彩杜克大学.这一过程可能是未来发光二极管、太阳能电池和光电探测器的发展之路。

仔细看看包含太阳能电池材料的构建块的冷冻溶液的目标。(照片信用:杜克大学)

2017年12月22日,《ACS能源快报》杂志详细描述了这项技术。

钙钛矿是一类材料,当有精确的元素组合时,具有晶体结构。欧洲杯足球竞彩这使得它们最适合于光基础的应用。钙钛矿吸收光线并有效传导能量的潜力,使其成为科学家创造创新太阳能电池的首选材料。

目前,碘化铅甲铵(MAPbI3.)是利用太阳能最常用的钙钛矿;它可以将光能转化为能源,类似于商用太阳能电池板。此外,它只需要一小片材料就可以实现这一点——这片材料比普通的硅太阳能电池薄100倍。

尽管它具有耐用性和可扩展性的问题,但甲基铵铅碘化物是可以通过使用标准工业合成方法合成的少数钙钛矿中。然而,如果佩洛夫斯的能力必须真正解锁,因此需要创新的生产技术,因为复杂结晶结构中的无机和有机分子的组合可能是挑战生产的。有机元素具体脆弱;然而,它们在混合材料的潜力中发挥着重要作用,以有效地吸收和传递光。

甲基铵碘化铅有一个非常简单的有机成分,但却是一个非常高效的光吸收剂。如果我们能找到一种可以构建更复杂的分子组合的新制造方法,它将开辟多功能材料的新型化学领域欧洲杯足球竞彩

David Mitzi,机械工程和材料科学教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

在新研究中,MITZI与杜克副扶贫罗伯茨(Duke)的电脑工程副教授合作,表现出这样一种生产技术,称为共振红外矩阵辅助脉冲激光蒸发,或者RIR-MAPER过去十年的杜克僵硬的罗伯茨。

该方法是由1999年发明的MAPLE技术改进而来的,包括冻结一种包含钙钛矿分子构建块的溶液,然后在真空室中对冻结块使用激光。

当冷冻块的一小部分(大约高尔夫球窝大小)被激光蒸发时,蒸汽向上发展成为一股羽状物,覆盖在其上方任何物体的底面;例如太阳能电池的一个组件。当足够数量的材料被建立起来时,过程就结束了,最终产品被加热,这样分子就会结晶,薄膜就会就位。

在Stiff-Roberts所采用的方法中,激光的频率是特别根据冷冻溶剂的分子键来调节的。这使得溶剂吸收了大部分的能量,使易碎的有机物在移动到产品表面时不受损害。

RIR-MAPLE技术对材料的有机成分非常温和,比其他基于激光的技术更多”,表示Stiff-Roberts。”这也使得它更有效,需要只需一小部分有机材料即可到达相同的最终产品欧洲杯足球竞彩.”

尽管在市场上没有发现了基于Perovskite的太阳能电池,但少数公司正在努力将甲基铅碘化物和其他密切相关的材料商业化。欧洲杯足球竞彩虽然本研究中开发的材料提供欧洲杯足球竞彩了通过使用其他基于激光的技术开发的材料的太阳能电池效率,但它们仍然背后用了基于常规解决方案的技术开发的材料。

然而,Mitzi和Striff-Roberts表示这不是他们的目标。

虽然基于溶液的技术在有机物上也可以是温和的,可以制造一些很棒的混合光伏材料,但它们不能用于更复杂和难溶的有机分子欧洲杯足球竞彩”,表示Stiff-Roberts。

通过RIR-MAPLE技术的演示,我们希望为太阳能电池行业开启一个全新的材料世界欧洲杯足球竞彩,“Mitzi继续。”我们也认为这些材料可以用于其他应用,如发欧洲杯足球竞彩光二极管、光探测器和x射线探测器.”

国家科学基金会,研究三角形欧洲杯线上买球MRSEC(DMR-1121107)支持这项研究。该研究在仪器实验室进行,是国家科学基金会(ECCS-1542015)支持的北卡罗来纳州研究三角形纳米技术网络(RTNN)的成员,作为国家纳米技术协调基础设施(NNCI)的一部分。欧洲杯线上买球

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