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华理科研团队:太阳电池光电转换效率提上新台阶

文章作者:来源:www.maiyard.com.cn时间:2020-01-31



这则网络新闻(记者方淑芬)?量子点敏化太阳能电池(QDSC)被称为最有潜力的第三代太阳能电池。近日,华东理工大学化学学院钟新华教授的研究小组在量子点敏化太阳能电池的研究方面取得了重大突破,将这类电池的光电转换效率记录提高到第三方认证的8.21%,比研究小组此前设定的6.82%的记录高出20%。

这项工作主要由博士生赵可、潘振笑、王锦等学生完成。来自化学学院的龚青雪教授,来自西班牙的于梅?德国马克斯普朗克聚合物研究所Mischa第一大学Bisquert教授?波恩?王艳琴教授和其他研究小组一起工作,并得到了化学研究所王艳琴教授研究小组的无私援助。该研究成果也是该院龙陶艺教授领导的基金委创新小组“能源导向光电转换材料”项目的又一新成果。

高效率和低成本的太阳能电池是解决化石能源枯竭和气候变暖等社会问题的有效途径。量子点敏化太阳能电池(QDSC)使用具有独特优异光电性能的半导体纳米晶体(也称为量子点,QD)作为敏化光吸收材料。QDSC被认为是最有潜力的低成本第三代太阳能电池,具有重要的商业发展潜力和理论研究价值。不幸的是,由于严重的电荷重组,以前的量子点转换效率记录一直处于6-7%的水平。因此,抑制电荷重组是提高电池效率的唯一途径。通过密度泛函理论计算,研究人员发现,随着硫化锌和硫化锌/二氧化硅的分别沉积,二氧化钛板结构最外层原子层的电子态密度比例分别降低了1-2个数量级。电子态密度的降低对应于光阳极二氧化钛界面电荷复合的抑制。亚皮秒分辨率太赫兹光谱证实了上述理论计算和预测结果。同时,阻抗谱测试也清楚地表明,硫化锌和二氧化硅宽带材料的包层可以大大提高复合阻抗值和电子扩散距离,从而有效抑制复合。光电测试结果二氧化硅,即硒化镉?QDSC的开路电压显着提高,相应的平均电池效率从2.53%提高到8.37%,而官方认证效率现在为8.21%。

钟新华教授的研究小组近年来致力于QDSC的研究。它逐渐将QDSC的光电转换效率从多年徘徊的4-5%提高到模拟阳光下认证的8.2%的新记录,从而逐渐显示出QDSC所期待的“高效率、低成本”的优势,为QDSC的发展注入活力。该研究小组创造并保持了世界领先水平的QDSC光电转换效率记录。相关研究成果得到了该领域同行的广泛认可和好评。自2012年以来,钟新华在QDSC出版了3 J。我……?化学。足球。4 ACS?纳米和5篇文章?板牙。化学。并被邀请去j?物理?化学。列特写了一篇展望报告,总结了它在QDSC取得的成就。上述论文中有两篇被选入ESI?“热吗?纸”,5个选定的ESI?“高度?被引用?报纸.

据报道,研究结果“助推”?权力?转换?效率?什么?量子。多特。敏感?太阳能?细胞?超越?8%?谁。重组?控制”已经在《美国化学会志》中(日志?什么?那个。美国人?化学制品?社会)。