纳米管薄膜可以解决挑战者太阳能电池的寿命问题

五年前，全世界开始讨论第三代太阳能电池，这种太阳能电池采用更便宜，更简单的制造工艺来减少对传统硅电池的挑战。

甲基铵碘化铅是钙钛矿晶体结构中的金属有机材料，可有效捕获光并良好地导电 - 这两者都是太阳能电池的重要品质。然而，与由硅制成的电池相比，由金属有机钙钛矿制成的太阳能电池的寿命已证明非常短。

现在，来自阿尔托大学，乌普萨拉大学和瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员利用在阿尔托的Esko Kauppinen教授的领导下开发的“随机网络”纳米管薄膜，设法改善了钙钛矿制成的太阳能电池的长期稳定性。大学。随机网络纳米管薄膜是由单壁碳纳米管组成的薄膜，其在电子显微镜图像中看起来像盘子上的面条。

在传统的钙钛矿太阳能电池中，空穴导体层由有机材料组成，在其上面是一层薄薄的金，很容易开始在整个太阳能电池结构中分解和扩散。我们用碳纳米管制成的薄膜替换了金和部分有机材料，并在60度和完整的一个阳光照射条件下实现了良好的细胞稳定性，Kerttu Aitola解释说，她在阿尔托大学为她的博士论文辩护，现在作为一个乌普萨拉大学研究员

在该研究中，在太阳能电池的后接触中使用具有尽可能高导电率的厚黑色薄膜，其中光不需要穿过。根据Aitola的说法，纳米管薄膜也可以制成透明和薄的，这样可以将它们用作电池的正面接触，换句话说就是让光通过的接触。

'太阳能电池是在乌普萨拉制备的，长期稳定性测量是在EPFL进行的。EPFL太阳能电池组的负责人是MichaelGrätzel教授，他因染料敏化太阳能电池获得2010年度千禧奖，其中钙钛矿太阳能电池部分基于'，'Aitola说。

窗户中的太阳能电池

由硅制成的太阳能电池的寿命为20 - 30年，其工业生产非常有效。仍然需要替代品，因为将沙子中的二氧化硅减少到硅会消耗大量的能量。据估计，硅太阳能电池需要两到三年才能产生用于制造它的能量，而钙钛矿太阳能电池只需要两到三个月就可以完成。

“此外，太阳能电池中使用的硅必须非常纯净，”Aitola说。

“钙钛矿太阳能电池也很有意思，因为它的效率，换句话说，它将太阳能转化为电能的效率，已经很快达到硅太阳能电池的水平。这就是全球对钙钛矿太阳能电池进行如此多研究的原因。

替代太阳能电池由于其各种应用领域而更加有趣。迄今为止，柔性太阳能电池已经在导电塑料上制造。与塑料导电层相比，纳米管薄膜的柔韧性更好，原材料更便宜。由于它们的灵活性，可以使用造纸工业中已知的卷对卷加工方法生产太阳能电池。

“轻巧灵活的太阳能电池很容易融入建筑物中，你也可以将它们自己挂在窗户上”，Aitola说。

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