香港研發(fā)有機(jī)框架鈣鈦礦太陽能電池 效率高達(dá)22.02％

導(dǎo)讀香港的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種電池，他們說，在加速測試條件下，這種電池可以保持其初始效率的90％以上。該設(shè)備基于二維金屬有機(jī)框架。

香港城市大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)了一種基于2D共軛金屬有機(jī)框架的鈣鈦礦太陽能電池，該框架在鈣鈦礦和陰極之間的界面起著電子提取層的作用。

香港城市大學(xué)的研究人員聲稱已開發(fā)出一種更穩(wěn)定，更高效的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池，經(jīng)認(rèn)證的效率為15．6％。據(jù)科學(xué)家稱，該設(shè)備被開發(fā)人員聲稱擊中了未經(jīng)認(rèn)證的16．1％，是迄今為止開發(fā)出的最高效的全無機(jī)鈣鈦礦倒置電池。

研究人員聲稱，他們的設(shè)備是第一個鈣鈦礦電池，提供良好的長期穩(wěn)定性和高功率轉(zhuǎn)換效率的同時，他們還表示，它還提供減少鉛泄漏。

城市大學(xué)小組說，金屬有機(jī)骨架（MOF）材料以前已經(jīng)在鈣鈦礦的研究中使用，但重點是使用它們鈍化鈣鈦礦本身的缺陷。

香港集團(tuán)用一個以硫醇基團(tuán)為主要功能的二維結(jié)構(gòu)取代了易受低電荷載體遷移率影響的三維金屬有機(jī)框架。這些基團(tuán)由一個硫原子和兩個孤對組成，與氫結(jié)合，這種結(jié)構(gòu)被用作界面修飾劑，以提高鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩(wěn)定性。

在評論硫醇組時，城市大學(xué)的團(tuán)隊說“它們擁有合適的能量水平，使它們成為電子提取層，電子最終被鈣鈦礦太陽能電池的電極收集。我們的分子工程MOFs具有多功能半導(dǎo)體的特性，可用于提高電荷提取效率?！?/p>

城市大學(xué)的太陽能電池效率為22．02％，填充系數(shù)為81．28％，開路電壓為1．2 v。學(xué)者們表示“轉(zhuǎn)換效率和開路電壓都是平面反向鈣鈦礦太陽能電池中最高的?！?/p>

據(jù)說，該設(shè)備在加速測試條件下，在85攝氏度下，在最大功率點跟蹤1000小時，可以保持90％以上的初始效率。

科學(xué)家認(rèn)為他們的電池比其他鈣鈦礦設(shè)備遭受的鉛泄漏更少。研究表明，MOF用作PVSC（鈣鈦礦太陽能電池）裝置的外層，可從降解的鈣鈦礦中捕獲超過80％的泄漏鉛離子，并形成不會污染土壤的水不溶性復(fù)合物。

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