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稳定的PbS胶体量子点墨水可通过刮刀涂布大规模制备红外太阳能电池

2023-11-09 10:10:17 生活
导读 二氧化碳排放达峰、实现碳中和是中国作出的重大战略决策。发展清洁、低成本的太阳能光伏发电是实现这一目标的重要战略和技术保障。理论研究...

二氧化碳排放达峰、实现碳中和是中国作出的重大战略决策。发展清洁、低成本的太阳能光伏发电是实现这一目标的重要战略和技术保障。理论研究表明,由1.55eV钙钛矿顶电池和1.0 eV PbS量子点(QD)底电池组成的串联器件可以实现43%的理想功率转换效率(PCE),远高于33 % 单结限制。因此,1.0 eV QD 近红外太阳能电池 (NIRSC) 在下一代光伏和串联太阳能电池中显示出巨大潜力。

中国华中科技大学 (HUST) 宋海生教授领导的研究人员对量子点 NIRSC 等下一代光伏技术感兴趣。到目前为止,此类器件缺乏可扩展的器件制造制备方法。因此,他们根据路易斯酸碱理论和DLVO理论,开发了二甲基甲酰胺(DMF)和丁胺(BTA)的混合溶剂体系。该系统可以保持QD墨水的稳定性,并兼容大规模刮刀涂布工艺。

基于该系统的QD墨水保鲜时间可超过7小时,并通过刮刀涂布成功获得了100 cm 2 均匀的QD薄膜。基于大面积 QD 薄膜的器件的平均 PCE 为 11.14%,800 nm 过滤的 PCE 为 4.28%,这是迄今为止报道的研究文献中刮刀涂覆方法达到的最高值。该论文题为“ Stable PbS colloidalQuantum Dot inks Enable Blade-Coating Infrared Solar Cells ”的论文发表在Frontiers of Opto electronics(2023年10月26日发表)上。

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