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精密钙钛矿层喷涂方法为钙钛矿太阳能电池研发

钙钛矿因其作为太阳能电池的潜在材料特点引起了人们的极大年夜兴趣,但要使它们广泛利用于实际,钻研职员必须开拓处置惩罚它们的高效制造流程。泰国科学家设计了一种喷涂措施,将周详的钙钛矿层涂在基质上,从而制造出稳定、高机能的光伏布局。

钙钛矿有许多化学公式,平日有两个不合的阳离子和三个阴离子。来自玛希隆大年夜学材料科学与立异学院的科学团队将他们的钻研重点放在混杂卤化物钙钛矿上,此中包括一些溴原子或碘原子的结相助为阴离子。这种半导体化合物的颜色从棕色到橙色不等,对光有必然的透明度。

在几百纳米的尺度上,半导体的外形和分层抉择了器件的功能。钻研职员表示,在三层或三层以上应用不合类型的钙钛矿制造吸光剂,可以实现许多曩昔无法实现的繁杂设计。

因为钙钛矿可以制成液体溶液进行加工,喷雾沉积彷佛是一种较好的制造措施,但该技巧难以猜测和节制。曩昔,科学家只能经由过程让底层快速打仗一些化学物质,才能将第二层钙钛矿层覆盖在基底层之上。这些历程会导致外面钝化——上层的水点会部分从新消融先前干燥的下层。钻研职员表示之前的科学家无法正确节制覆盖层的厚度及其对下层的影响。

钻研职员称他们的技巧为“序贯喷雾沉积”。他们用两个喷嘴在45度角将钙钛矿溶液喷洒到加热到100℃的基片上,同时将实验空间的空气湿度维持在45%到50%的相对湿度——以让钙钛矿层更稳定。

有些卤化物钙钛矿——每个分子含有三个碘原子——具有较好的电学机能,但相对付稳定性较差。钻研团队首先确定了这种类型,然后在400 nm厚的下一层干燥后,喷涂一层90 nm厚的盖层。虽然钻研职员表示他们只制作了两层,但他们说经由过程正确节制每一层的厚度和沉积速度,可以将更多的层聚积起来。

钻研职员表示这项新技巧不仅为钙钛矿太阳能电池开辟了新道路,而且还为钙钛矿电子器件的全部光谱,如钙钛矿LED、光电探测器、激光器等开辟了新道路。

责任编辑:gt

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