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根据本月发表在“科学进展”杂志上的一项研究,用相同材料的单晶版本替换钙钛矿和染料敏化太阳能电池中最常用的空穴传输材料薄膜可以指数增加其效率

在这项研究中,来自沙特阿拉伯国王阿卜杜拉科技大学太阳能和光伏工程研究中心的董石和他的同事报告说,这种被称为spiro-OMeTAD的材料已经使用了将近二十年,许多人认为它的全部潜力已被挖掘,导致寻找替代品

然而,根据Phys.org的说法,Shi的团队决定再次研究这种物质并发现通过生长纯螺旋OMeTAD的单晶,他们可以创建一个空穴迁移率比其大三个数量级的层

目前使用的薄膜形式

研究作者解释说,这一发现可能会延迟对替代材料的需求

工程学教授奥斯曼·巴克尔(Osman Bakr)与该大学的施工合作,称这项工作“是钙钛矿和固态染料敏化太阳能电池领域的重大突破”,并告诉该网站,它澄清了“该公司的潜在表现”

材料“通过表明”改善空穴传输层的结晶度“是未来突破的”关键“

通常,太阳能电池由三个基本层组成

其中两个 - 一个传输电子,另一个传输光 - 具有很好理解的结构,但第三个 - 包含空穴传输层(通常是螺旋-OMeTAD)的结构长期以来一直是个谜

研究人员限制了他们对电荷传输机制的认识

然而,正如Phys.org报道的那样,这项新研究的作者发现了一种使用溶剂将spiro-OMeTAD溶解在小瓶中的方法,然后将该小瓶放入装有抗溶剂的较大小瓶中

由于螺-OMeTAD在反溶剂中也不溶解,因此物质能够缓慢扩散到内部小瓶中,最终导致内部小瓶内的溶液变得过饱和并结晶

据该网站称,施氏团队对晶体进行了一系列测量,以确定其电荷传输机制和其他性质

结果据说是令人鼓舞的,并表明spiro-OMeTAD可能尚未最大限度地发挥其在太阳能电池中的实用性

然而,坏消息是用于生长物质单晶的技术不能用于大规模生产它们,但研究人员相信他们可以找到类似的替代方法来获得类似的结果

“这些令人惊讶的发现为钙钛矿太阳能电池和染料敏化太阳能电池的开发开辟了一个新方向,展示了螺旋-OMeTAD尚未开发的潜力,”Bakr告诉Phys.org

“他们解开了一个让过去17年光伏社区混乱的关键谜团

” - 图片来源:Thinkstock