鈣鈦礦光伏電池的新方向分析

據(jù)報(bào)道，近期的一項(xiàng)研究結(jié)果表明，辣椒不僅可以幫助人們做出美味佳肴，還可能是更穩(wěn)定、更高效鈣鈦礦太陽能電池的“秘方”。

數(shù)十年來，硅一直主宰著太陽能電池市場，但近年來，其寶座有被奪走的危險(xiǎn)。其中增長最快的新產(chǎn)品當(dāng)屬鈣鈦礦，其效率從2009年的不到4%上升到今年早些時(shí)候的20%，接近硅25%的長期記錄。而且它的生產(chǎn)成本也可能更低、更節(jié)能。

不僅如此，將其他材料與鈣鈦礦相結(jié)合，還能帶來不同的收益。例如，將其與硅結(jié)合能提高效率至接近30%，銦有助于提高其功率輸出，而二維添加劑和“體積龐大”的分子可以使其更加穩(wěn)定。

盡管金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體代表了最先進(jìn)的太陽能電池技術(shù)的有希望的組成部分，但它們卻受到非輻射復(fù)合的困擾，這是一種不良的電子級(jí)工藝，會(huì)降低效率并加劇熱損失。

鑒于未來可持續(xù)的大趨勢(shì)，研究人員想尋求一種天然的并且廉價(jià)的添加劑，以克服這一局限性并提高太陽能電池的性能。

該研究的主要作者Qinye Bao說：“考慮到辣椒素的電、化學(xué)、光學(xué)和穩(wěn)定特性，我們初步發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)很有前途的候選者?！?/p>

研究人員只在甲基胺碘化鉛鈣鈦礦（MAPbI3）中加入了0.1%的辣椒素。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，用這種化合物制成的鈣鈦礦太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率為21.88%，高于控制裝置中的19.1%。它們的穩(wěn)定性也得到了提高，在環(huán)境空氣中存放800小時(shí)后仍能保持原來效率的90%以上。

在進(jìn)一步的研究中，研究小組還發(fā)現(xiàn)辣椒素通過降低鈣鈦礦薄膜中的密度缺陷，并在不同半導(dǎo)體層之間創(chuàng)造一個(gè)更好的界面來促進(jìn)電荷傳輸。不過，研究人員表示，還需要做進(jìn)一步的工作來研究辣椒素在其他類型的鈣鈦礦太陽能電池中的作用。
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