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全无机钙钛矿太阳能电池与水蒸汽化“敌”为“友”‘爱博APP’

时间:2021-10-07 00:14:02 作者:爱博APP 点击:

本文摘要:章节近年来,基于CsPbBr3的无机钙钛矿太阳能电池(PSC)由于具备出色的热学和化学稳定性受到了科研人员的普遍注目。

章节近年来,基于CsPbBr3的无机钙钛矿太阳能电池(PSC)由于具备出色的热学和化学稳定性受到了科研人员的普遍注目。研究找到,与有机-无机杂化PSC比起,仅有无机CsPbBr3太阳能电池可以在相对湿度90%以上的空气环境中保持稳定。已研发的无机PSC不能将太阳能切换为电能,而对周围环境中的水蒸汽能等其它能量无法吸取利用。

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水冷却是构建水循环的关键过程,在此期间释放出来极大的水蒸汽能。如何在不减少电池成本的前提下,构建无机PSC的多能构建应用于是当前光伏研究领域的前沿科学问题之一,特别是在使PSC器件与水蒸汽化“敌”为“友”堪称构建仅次于能量搜集的难题。

成果概述近日,暨南大学唐群委教授(通讯作者)设计了一种基于碳电极的无空穴仅有无机PSC器件,利用碳电极精妙地构建器件同时捕捉太阳能与水蒸汽能。其基本原理是:在太阳光照时,碳电极可以萃取CsPbBr3产生的光生空穴,构建电子-空穴对的有效地分离出来;而在高湿环境中,碳电极又与水蒸汽间的水叱效应产生额外的电压与电流,构建水汽诱导发电。

通过优化电池的能级结构以及碳电极的表面结构,该全无机PSC在标准太阳光照条件下取得9.43%的光电切换效率,同时在80%的相对湿度下可以取得0.35V电压和0.45μA电流。由于无机钙钛矿CsPbBr3具备十分出色的稳定性,因此该电池仍可以在该湿度下维持十分出色的稳定性,对多能构建光伏电池的发展获取了新的思路。涉及成果以“CarbonElectrodeTailoredAll-InorganicPerovskiteSolarCellsToHarvestSolarAndWater-StreamEnergies”为标题公开发表在AngewandteChemieInternationalEdition杂志上。

图文概述图1.能同时捕捉太阳能和水蒸汽能的全无机PSC器件结构和电荷传输示意图图2.无机CsPbBr3薄膜的形貌、仅有无机PSC的光伏性能以及水蒸汽发电性能(a)CsPbBr3和(b)碳电极的表面SEM图。(c)仅有无机PSC的SEM断面图。(d)仅有无机PSC的J-V曲线。

(e)仅有无机PSC的效率产于。(f)碳电极经有所不同等离子处置时间后的水蒸汽诱导电压信号。

(g)碳电极经有所不同等离子处置时间后的水蒸汽诱导电流信号。图3.碳电极在有所不同湿度环境下的发电能力和稳定性(a)电压和(b)电流随湿度的变化曲线;(c)电压和(d)电流在RH=80%的长年稳定性。图4.仅有无机PSC器件的稳定性(a)CsPbBr3薄膜在RH=80%下的紫外-可见吸收光谱曲线,以及(b)515nm处的吸取峰强度随时间的变化。

(c)~(f)光伏参数在RH=80%下的稳定性。


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