bd半岛·体育(中国)官方网站|全无机钙钛矿太阳能电池与水蒸汽化“敌”为“友”

2024-10-24点击量：852

本文摘要：章节近年来，基于CsPbBr3的无机钙钛矿太阳能电池（PSC）由于具备出色的热学和化学稳定性受到了科研人员的普遍注目。

章节近年来，基于CsPbBr3的无机钙钛矿太阳能电池（PSC）由于具备出色的热学和化学稳定性受到了科研人员的普遍注目。研究找到，与有机-无机杂化PSC比起，仅有无机CsPbBr3太阳能电池可以在相对湿度90%以上的空气环境中保持稳定。已研发的无机PSC不能将太阳能切换为电能，而对周围环境中的水蒸汽能等其它能量无法吸取利用。

水冷却是构建水循环的关键过程，在此期间释放出来极大的水蒸汽能。如何在不减少电池成本的前提下，构建无机PSC的多能构建应用于是当前光伏研究领域的前沿科学问题之一，特别是在使PSC器件与水蒸汽化“敌”为“友”堪称构建仅次于能量搜集的难题。成果概述近日，暨南大学唐群委教授（通讯作者）设计了一种基于碳电极的无空穴仅有无机PSC器件，利用碳电极精妙地构建器件同时捕捉太阳能与水蒸汽能。其基本原理是：在太阳光照时，碳电极可以萃取CsPbBr3产生的光生空穴，构建电子-空穴对的有效地分离出来；而在高湿环境中，碳电极又与水蒸汽间的水叱效应产生额外的电压与电流，构建水汽诱导发电。

通过优化电池的能级结构以及碳电极的表面结构，该全无机PSC在标准太阳光照条件下取得9.43%的光电切换效率，同时在80%的相对湿度下可以取得0.35V电压和0.45μA电流。由于无机钙钛矿CsPbBr3具备十分出色的稳定性，因此该电池仍可以在该湿度下维持十分出色的稳定性，对多能构建光伏电池的发展获取了新的思路。涉及成果以“CarbonElectrodeTailoredAll-InorganicPerovskiteSolarCellsToHarvestSolarAndWater-StreamEnergies”为标题公开发表在AngewandteChemieInternationalEdition杂志上。

图文概述图1.能同时捕捉太阳能和水蒸汽能的全无机PSC器件结构和电荷传输示意图图2.无机CsPbBr3薄膜的形貌、仅有无机PSC的光伏性能以及水蒸汽发电性能（a）CsPbBr3和（b）碳电极的表面SEM图。（c）仅有无机PSC的SEM断面图。（d）仅有无机PSC的J-V曲线。

（e）仅有无机PSC的效率产于。（f）碳电极经有所不同等离子处置时间后的水蒸汽诱导电压信号。（g）碳电极经有所不同等离子处置时间后的水蒸汽诱导电流信号。

图3.碳电极在有所不同湿度环境下的发电能力和稳定性（a）电压和（b）电流随湿度的变化曲线；（c）电压和（d）电流在RH=80%的长年稳定性。图4.仅有无机PSC器件的稳定性（a）CsPbBr3薄膜在RH=80%下的紫外-可见吸收光谱曲线，以及（b）515nm处的吸取峰强度随时间的变化。（c）~（f）光伏参数在RH=80%下的稳定性。

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