石墨烯鈣鈦礦太陽能電池的效率超過18%？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-07 07:58
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來自意大利的一組研究人員創(chuàng)建了鈣鈦礦-石墨烯混合的太陽能電池，在太陽光下顯示出良好的穩(wěn)定性，同時仍然保持18%以上的驚人效率——這是迄今為止報導(dǎo)的最高效率的石墨烯鈣鈦礦混合太陽能電池。
盡管鈣鈦礦型光伏性能取得了巨大進步，這些設(shè)備的穩(wěn)定性仍然值得懷疑。特別是空氣和濕度能降低電池性能，例如持續(xù)暴露在太陽光和熱下，阻礙了其相對于其他類型太陽能電池的優(yōu)勢。石墨烯和石墨烯相關(guān)材料(GRMs)具有讓其在例如保護層等應(yīng)用中脫穎而出的性能優(yōu)勢，因此成為保護鈣鈦礦型太陽能電池（PSCs）免受大氣降解的自然候選人。
意大利研究團隊審查了石墨烯和石墨烯相關(guān)材料的用于PSCs的保護性能，包括石墨烯氧化物以及還原石墨烯氧化物。另外，報告介紹了一個包含石墨烯片和石墨烯氧化物層的新型混合鈣鈦礦太陽能電池。新的電池展現(xiàn)的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）高達18.2%。
在新的電池設(shè)計中，石墨烯起著雙重作用。提高的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）是通過使用石墨烯摻雜的介孔TiO2(mTiO2+G)作為電子傳輸電極（PE）以及石墨烯氧化物作為鈣鈦礦和空穴傳輸層（HTL）之間的中間層實現(xiàn)的。
將石墨烯片加入到介孔TiO2層可以提高電荷在該層的注入和收集，這將會直接導(dǎo)致更高的效率。同時，鈣鈦礦和HTL之間的石墨烯氧化物層可以提高電流密度，進一步提高總效率。在穩(wěn)定性方面，mTiO2+G電池經(jīng)過16小時的長時間日曬后，其效率仍然保持在88%以上。
這項工作為石墨烯—鈣鈦礦型太陽能電池指明了新的設(shè)計方向，在未來可能生產(chǎn)出更加高效穩(wěn)定的太陽能電池。
