研究人员解决了阻碍下一代太阳能电池发展的谜团

科学家发现了新型柔性廉价太阳能电池性能不佳的意外原因，使它们更接近市场。

太阳能电池是光伏太阳能电池板的基础。它们由吸光材料制成，可将阳光转化为电能。通常，光吸收材料是硅，其具有高能耗的制造过程。

在这项新研究中，科学家研究了由钙钛矿制成的太阳能电池。这些可以廉价地由混入可印刷或可喷涂墨水中的化学药品生产，然后将其结晶形成吸光膜。

但是，钙钛矿薄膜含有带电缺陷，可能会损害其性能。这些缺陷的缓慢移动被认为是导致磁滞现象的原因，该过程导致光转换为电流的效率不规则。

产生的光以待利用的电子形式离开太阳能电池。这是通过将吸光膜夹在中间的“触点”完成的。以前，科学家已经通过使用更多的“选择性”接触材料来设法消除磁滞，这些接触材料可确保电子单向流出太阳能电池。

从理论上讲，更改这些接触材料不会对钙钛矿中带电缺陷的运动产生任何影响，因此，这似乎可以“解决”磁滞问题仍然是个谜。

现在，伦敦帝国理工学院的研究人员和合作者已经开展了新的实验，以追踪短脉冲光产生的电子在太阳能电池中的移动方向。

他们发现，即使在具有非常有效的接触材料的太阳能电池中，即使这些电池没有滞后现象，移动带电缺陷仍然存在。仅当细胞遭受缺陷和接触处选择性差的综合作用时才发现磁滞现象。该结果今天发表在《自然通讯》杂志上。

帝国理工大学物理系的Piers Barnes博士领导了这项研究。已经表明他们都“做到了”。

“该领域取得了惊人的进步，我们在减少联系方面的问题上走了正确的路。但是，结果还表明，改善联系只是解决方案的一部分，我们仍然需要关注收费问题。缺陷在钙钛矿内部移动。”

带电的缺陷可以提供化学弱点，该化学弱点可能导致钙钛矿膜的最终降解。这引起了对太阳能电池长期稳定性的潜在关注。

巴恩斯博士说：“我们设计的新技术将使社区能够评估带电缺陷运动的程度，以帮助未来进行研究，以提高稳定性并将该技术推向市场。”

现在已经发现了磁滞现象的原因，钙钛矿型太阳能电池可以商业化之前必须克服一些挑战。当前钙钛矿的一个关注点是它们的化学结构中含有少量铅。在较大规模的金属被视为安全之前，可能必须找到替代金属。

科学家还必须使用与实物大小相同的太阳能电池板来再现他们的实验室结果。然而，关键的挑战将是找到一种方法来改善钙钛矿材料的长期稳定性。