意大利开发出18．3%效率的无甲基铵的过氧化物太阳能电池

导读:由意大利罗马Tor Vergata大学领导的一个国际研究小组声称,通过在空气中处理的沉积,开发出了一种18．3%效率的无甲基铵的过氧化物太阳能电池。通过一种沉积技术制造了不含甲基铵的过氧化物太阳能电池,据称该技术可减少过氧化物沉积过程中约30%的溶剂使用,估计所提出的合成工艺的总成本约为每片电池0．025欧元。

该大学混合和有机太阳能中心(CHOSE)的研究员Luigi Angelo Castriotta表示:“多亏了这种沉积技术,我们能够在不使用实验室缩放技术进行过氧化物沉积的情况下,沉积出高达A4尺寸(20x30cm)的大面积基片,也避免了任何形式的抗溶剂浪费。”

Castriotta解释说这种可升级的技术是基于Cicci Research(CHOSE的一个分支)设计的自动化叶片槽模涂布机,有助于在过氧化物沉积过程中节省约30%的溶剂。溶剂使用量占过氧化物器件总成本的17%。通过使用这种技术,我们可以将这一数量减少到6%,也提供了一种环保的方法。

通过在介孔层的顶部涂抹掺杂钾的氧化石墨烯,并对过氧化物进行红外退火,对双阳离子铯甲酰胺(CsFA)过氧化物进行了空气处理。研究团队表示:“与在惰性气氛中制造的标准多阳离子过氧化物相比,所制造的器件在稳定性测试中表现出了更好的效果。在沉积过程中,掺杂钾的氧化石墨烯(GO-K)被用作中间层,介于介孔氧化钛(TiO2)和过氧化物之间。利用红外退火(IRA)来限制过氧化物/TiO2界面的电荷损耗。”

研究小组强调:“氧化石墨烯(GO-K)和红外退火的微调对电池和模块在效率和稳定性方面的性能有很大影响。这些在环境条件下获得的结果,为基于过氧化硅太阳能电池的光伏技术的产业化铺平了道路。”

GO-K是一种粉末状的灰褐色化合物,分散体为深灰色,可以很好地分散在极性溶剂中。Castriotta解释说:“这是一种低成本的材料,因为它的前体材料是石墨和碳酸钾(K2CO3),而且它的分散体可以保持两个月以上的稳定性。”

希腊地中海大学Heraklion分校的研究员Mina M． Styliniakis也参与了该电池的开发,他估计考虑到所用材料的所有质量和体积,所提出的合成工艺的总体成本约为每个电池0．025欧元。Castriotta肯定地表示:“制备4毫升GO-K分散体的成本仅为0．020欧元。”

该太阳能电池在发表于《ACS应用材料与界面》上的论文《空气处理红外退火印刷无甲基铵过氧化物太阳能电池和模块中加入掺杂氧化钾的石墨烯作为中间层》中进行了描述。参与该研究项目的其他科研单位还有德国德累斯顿理工大学、意大利米兰纳米科学与技术中心(CNST)和罗马物质结构研究所(ISM)。

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