内布拉斯加-林肯大学的研究者们发现,应用不粘锅的原理可提高太阳能电池的性能。
该文章发表在《自然通信》上,研究员们在“非浸润”塑料中创建了一种钙钛矿型太阳能电池,使其能量转换效率提高至原来的1.5倍。
以前,太阳能电池获取更大能量转换效率的最佳方法是使用单晶材料,因为单晶材料相对于多晶材料有较少的晶粒,可减少电池中的缺陷及过早的电子空穴复合。因此,太阳能电池的生产需要做出艰难决定:是使用成本较高且难生产的单晶体材料呢,还是用能量转换率相对较低但易于生产的多晶材料?
但内布拉斯加团队提出了第三种选择:含有较少晶粒的多晶体材料。他们曾尝试制备这种材料,但很少成功;因为晶粒尺寸与多晶薄膜厚度成正比。然而,他们这种以非浸润表面为特征的生产方法极大改善了面厚比。研究员们发现如果多晶材料生长在非浸润表面,晶粒可长成细胞厚度的八倍。
机械与材料工程学院的副教授黄敬松在新闻上说:“我们发现这种差别很大,当把两个小晶粒合并成一个大晶粒时,会发生在一个晶界从一边移向另一边。这些晶界的移动将决定晶粒如何快速地融合和生长。”
黄教授补充说:“非浸润的表面很滑,就像你在地面上泼了油。这有利于晶界的移动,因为我们减少了晶界上的阻力。”
研究员们认为这种非浸润的表面也可应用在其他领域,例如ASTER晶体管和更灵敏的光电探测器。
黄教授还表示:“结晶度和晶粒尺寸决定了电子的许多性质。所以,这种简单的方法具有很广泛的应用前景。”
来源:材料人网