工程师提高太阳能电池效率稳定性

普渡大学的研究人员创造了新的多功能配体，可以改善钙钛矿太阳能电池的电荷转移、功率转换能力和长期稳定性。

钙钛矿是一种可以由不同元素形成的材料，具有多种电学、光学和物理特性。钙钛矿可以用类似于印刷报纸的简单技术制成太阳能电池;与用于生产传统硅电池的技术相比，这些技术成本更低，使用的能源也更少。

钙钛矿太阳能电池板也比硅电池板更薄更轻，从而降低了运输和安装成本。它们可以做得很轻，机械灵活且便于携带。但戴维森化学工程学院查尔斯戴维森化学工程副教授LetianDou表示，钙钛矿太阳能电池具有限制其有效性的特性。

“这些太阳能电池缺乏有效的电荷转移，并且在长时间的光照下不稳定且脆弱，这通常会导致退化，”窦说。“稳定性差意味着产品寿命更短，消费者将需要更频繁地更换面板。钙钛矿可能不像硅那样稳定25年，但至少需要10年才能成功商业化。更换面板也增加了劳动力成本。”

Dou说，传统的太阳能电池需要钙钛矿和有机电荷收集层之间的关键界面。他说需要一种分子“胶水”，但传统的分子会阻止电流流动。

“我们的共轭配体与钙钛矿晶格完美契合，可以帮助构建2D-on-3D钙钛矿异质结构，进一步提高太阳能电池板的稳定性，”Dou说。

Dou和他的团队在他们的实验室测试了创新配体。

“我们使用配体实现了近25%的功率转换效率，而没有配体则不到20%，”Dou说。“我们还在65摄氏度下测试了2,400多个小时的寿命，这比没有配体时长四倍。”

Dou和他的团队正在采取额外的措施来改进配体。

“我们正在研究新的配体，以进一步实现我们已经取得的成就：超过25%的功率转换效率和超过10,000小时的使用寿命，”Dou说。“我们还在努力将配体应用于更大面积的太阳能模块。我们希望在一年左右的时间内实现这些目标。”

斗向普渡大学研究基金会技术商业化办公室披露了共轭配体创新，该办公室已申请知识产权专利保护。