研究人员利用聚苯乙烯制造下一代更便宜的太阳能电池板

研究人员利用聚苯乙烯制造下一代更便宜的太阳能电池板 研究人员来自曼彻斯特大学，他们正在使用聚苯乙烯颗粒而不是昂贵的聚合物来制造下一代太阳能电池，以使太阳能电池更加稳定和便宜。这一举措可能会显著降低生产和制造太阳能电池的成本，在能源价格上涨的时候使未来公众用电更便宜。该研究发表在皇家化学学会的《纳米尺度》杂志上，显示了曼彻斯特大学科学家如何利用绝缘的聚苯乙烯微凝胶颗粒来降低成本，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。钙钛矿太阳能电池被认为是世界经济论坛评选的十大新兴技术之一。这是因为它们在功率转换效率方面有空前的增长，并且每瓦成本可能相对较低。太阳能电池板现在在英国的房屋和建筑物上已经司空见惯，但它们的广泛使用仍然受到高昂的生产成本的限制。这些传统的光伏电池利用硅来捕获光能，将其转化为能量，但硅是一种昂贵的、能耗大的材料。最近的研究已经开始使用一种更便宜的化合物，钙钛矿，作为光能收集层，而不是硅。钙钛矿太阳能电池的功率转换效率现在接近已建立的太阳能光伏技术，后者经过几十年的发展才达到这一水平。因此，钙钛矿太阳能电池有潜力在更短时间内实现更高的效率，并且生产成本相对较低，因此正在变得更具商业吸引力。然而，当前的钙钛矿太阳能电池通常使用有机金属卤化钙钛矿作为光吸收体，但这种材料在接触水时容易降解，这限制了它们的实际应用，尤其是在英国的气候条件下。这些电池还依赖于促进光照后电流高效移动的电子空穴传输层。但制造电子空穴传输有机材料非常昂贵，而且缺乏长期稳定性。这就是为什么使用绝缘的聚苯乙烯微凝胶颗粒的原因。曼彻斯特大学材料学院的聚合物和胶体化学教授布莱恩·桑德斯教授表示：“需要进行更多的研究，以实现令人兴奋的钙钛矿太阳能电池技术的全部潜力。提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和减少昂贵的电子空穴传输材料使用是受到越来越多关注的两个方面。这就是为什么我们正在研究如何最佳地生产钙钛矿太阳能电池，保持它们干燥，并在未来使它们更具商业性可行性。”他解释说：“太阳能电池中的钙钛矿层本身并不不稳定，但所需的电子空穴传输层是不稳定的。由聚合物聚集成薄膜的电子空穴传输层虽然很薄，但相对昂贵，并在太阳能电池的总成本中占据重要比例。在这项研究中，我们使用聚苯乙烯，其成本只是聚合物的万分之一，并且是疏水性的，有助于提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。总的来说，提高的稳定性和更低的生产成本大大超过了降低效率带来的任何不利影响。”桑德斯教授希望进一步完善微凝胶方法，减少对效率的影响，并致力于减少钙钛矿太阳能电池中有毒铅的含量。“能源”是曼彻斯特大学的研究重点之一——是一些开创性发现、跨学科合作和跨行业合作的示范，正致力于解决地球面临的一些重大问题。 #ResearchBeacons 这篇论文的题目是“通过担任职聚苯乙烯微凝胶颗粒，减少电子空穴传输和提高钙钛矿太阳能电池稳定性”，作者是Mu Chen、Muhamad Z. Mokhtar、Eric Whittaker、Qing Lian、Bruce Hamilton、Paul O’Brien、Mingning Zhu、Zhengxing Cui、Saif A. Haque和Brian R. Saunders，发表在2017年皇家化学学会的《纳米尺度》上，可在线阅读。分享此消息。进一步阅读。