2月18日研究人员专注于扩大太阳能电池能力的工艺步骤

在一项新研究中，佛罗里达州立大学的一名研究人员阐明了用于制造更好太阳能电池的过程的基本特性，让科学家们了解如何进一步微调该工作并构建更高效的设备。

“这是建立在我们用新材料制造更好的太阳能电池的目标之上的，”FSU化学助理教授LeaNienhaus说。“这篇论文着眼于钙钛矿/有机界面上电荷提取的基本机制，以了解这个过程是如何以及何时发生的，这样我们就可以提高整个设备的效率。”

这项工作发表在ACSEnergyLetters杂志上。

Nienhaus一直致力于以多种方式制造更高效的太阳能电池。

一种方法是通过将不可用的低能量光转换成可用的高能量光来扩展太阳能电池可以利用的太阳光谱区域。这可以通过称为光子上转换或三重三重湮没的过程发生。

在太阳能电池中作为电流提取的相同电荷载流子也可以填充有机分子的三重态。两个三重态的组合产生更高能量的发射单重态。产生的高能发射光子然后可以被太阳能电池吸收。

然而，迄今为止，导致三重态的精细、闪电般快速的电荷提取过程尚不清楚。

Nienhaus及其同事创造了一种由卤化铅钙钛矿和一种叫做红荧烯的碳氢化合物组成的薄膜，它会发出上转换的光。然后，他们利用超快瞬态吸收光谱来了解产生三重态的潜在电荷转移过程的确切时间。

他们发现该过程涉及钙钛矿中的热激发或“热”电荷载流子，导致红荧烯在亚纳秒时间尺度上产生三重态。

Nienhaus说：“希望这些信息能够为我们设计新的和改进的钙钛矿材料以实现三重态敏化提供一个起点。”“从能量上讲，我们希望将近红外光上转换到绿色或蓝色光谱区域，以真正最大化上转换中获得的能量增益。如果我们知道所涉及的确切电荷转移机制和能级，我们可以调整两侧方程和最大化性能。”

本文的其他贡献者是FSU研究生CarlConti、AlexanderBieber和ZacharyVanOrman;FSU本科生GregoryMoller;FSU化学教授杰弗里·斯特劳斯;以及来自阿贡国家实验室的SarahWieghold和RichardSchaller。