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中科院化学地点太阳能电池资料与器材研讨方面获得新进展

2018-09-23 16:26

  中科院化学地点太阳能电池资料与器材研讨方面获得新进展

  开展低成本、新式太阳能电池要害资料与高功能器材是大规模开展太阳能电池,处理未来社会动力问题的要害,918博天堂.com。也是这一范畴研讨的热门和难点之一。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,中科院化学研讨所分子纳米结构与纳米技能要点实验室的研讨人员近期在规划和构筑根据三维导电网络与拼装结构的高效量子点敏化太阳能电池资料,以及低成本薄膜太阳能电池资料的研讨方面取得了新的开展。

  规划制备出由ITO纳米线芯层与Cu2S纳米晶壳层拼装而成的ITO@Cu2S纳米线阵列,运用这种具有三维导电网络结构的资料制备的量子点敏化太阳能电池表现出优于传统资料的优异功能(Nano Lett., 2014, 14, 365);经过优选Cu2S纳米晶壳层的构筑办法,深入研讨其拼装结构中ITO纳米线芯层与Cu2S纳米晶壳层间界面临电池功能的影响,进一步进步了电池的变换功率(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 15448);在此根底上,经过网络化多级拼装规划,在ITO@Cu2S纳米线阵列结构根底上进行了二级和三级结构的拼装,进一步使使用这种对电极资料的量子点敏化太阳能电池的变换功率提升至6%以上。这种新式对电极资料在电池运行时可有用构成地道结,经过下降器材的串联电阻,进步并联电阻以及填充因子而大大进步了电池的变换功率,并且处理了传统金属铜/硫化亚铜易掉落、无法安稳作业的难题(Nano Lett., 2015, 15, 3088)。

  探究低成本薄膜太阳能电池资料是未来规模化使用太阳能发电的必经之路。FeS2作为组成元素无毒、储量非常丰厚的一种资料,具有适宜的禁带宽度、光吸收系数、满足的载流子分散长度,因此是一种抱负的低成本环境友好型薄膜太阳能电池资料之一。其终究使用的要害之一在于开展低成本的组成办法,制备在空气中安稳的纯立方相FeS2资料。最近,纳米实验室研讨人员成功开展了一种根据溶液相定向集合途径制备空气中安稳的、纯立方相FeS2微、纳米资料的办法。研讨发现经过溶剂诱导能够可控地制备出类球形FeS2纳米晶、FeS2纳米立方体,以及由FeS2纳米晶拼装的微米球等资料。使用球差纠正电镜等技能明晰地表征了FeS2初始纳米晶粒定向集合的成长进程。拉曼光谱的系统研讨标明经过挑选适宜的溶剂能够获得暴露在空气中安稳至少1年以上的多种描摹FeS2资料,为进一步研讨根据FeS2资料的低成本薄膜太阳能电池奠定了根底(J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 2211)。

图 ITO@Cu2S纳米线阵列作为高效量子点敏化太阳能电池对电极资料示意图

  

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