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2021 Adv. Mater. (IF 30.849): 創紀錄21.73%效率,柔性鈣鈦礦電池可實用

SS-X 太陽光模擬器使效率突破成為可能!
因精准才能頂尖!

  Advanced Materials (IF 30.849) 在2021年10月發表一項研究,透過將低帶隙有機體異質結 (bulk-heterojunction, BHJ) 層整合於倒置鈣鈦礦 (perovskite, PSC) 中,實現了高出色功率轉換效率 (PCE),並成功運用在可穿戴的感測器電源中。

  由於溶解性和低溫加工性等特色,鹵化鉛鈣鈦礦和有機太陽能電池 (PSCs and OSCs) 為當前清潔能源的主要材料。然而,為了能被用於高性能太陽能電池中,科學家仍需解決近紅外 (NIR) 區域的大量光子損失和光電壓缺陷等問題。

  作者為了改善這些問題,將低帶隙有機體異質結層整合於倒置的鈣鈦礦中,並建構出簡便的混和太陽能電池 (hybrid solar cells, HSCs)。透過光焱科技太陽光模擬器,搭配QE-R量子效率測量系統進行光譜回應量測,研究結果顯示,優化的BHJ組件得到23.80%的出色功率轉換效率 (PCE) 。相較于單組件PSCsOSCs,混和太陽能電池 (HSCs) 器件還表現出優異的長期 (超過 1000 小時) 光穩定性。光焱科技量子效率測量系統除了用於太陽能電池的EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析,同時對於太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流,也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比對,以證明實驗的真確性。光焱科技的太陽光模擬器與KA-6000軟體,也同時提供了短路電流對時間變化的監控,以證明太陽能電池的穩定!

  更重要的是,柔性HSC可以實現21.73%PCE和出色的耐久性,這份研究結果也是目前報告的柔性太陽能電池的最高效率。作者更成功地將靈活的HSC整合到可穿戴感測器的電源中,展示即時溫度監測。

J-V curves Hybrid Solar Cells flexible

柔性HSC的反向和正向J-V曲線。

Perovskite Flexible hybrid solar cells EQE
Perovskite Flexible hybrid solar cells EQE PL
Perovskite Flexible hybrid solar cells EQE PCE
EQE comparison perovskite solar cell

PSC和HSC的EQE光譜比較。

本文關鍵字:鈣鈦礦、Perovskite、太陽光模擬器、Solar Simulator 、量子效率、Quantum Efficiency

原文:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202105539

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