據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)昨(8)日稱，美國諾特丹大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種廉價(jià)的無機(jī)材料，能夠取代鈣鈦礦太陽能電池中昂貴的有機(jī)空穴導(dǎo)體，讓這種高效的太陽能電池更加便宜。相關(guān)論文發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會會刊》上。

鈣鈦礦太陽能電池的理論轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)50%，雖然鈣鈦礦材料相對便宜，但用其制造太陽能電池還需要用到一種名為spiro-OMeTAD的有機(jī)空穴導(dǎo)電聚合物，其市場價(jià)格是黃金的10倍以上。在新研究中，美國諾特丹大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，用碘化銅制成的無機(jī)空穴導(dǎo)電材料可以替代spiro-OMeTAD。

研究人員發(fā)現(xiàn)，碘化銅太陽能電池還表現(xiàn)出一個(gè)優(yōu)勢，就是其良好的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過兩小時(shí)的連續(xù)光照后，碘化銅太陽能電池的電流絲毫沒有降低，而spiro-OMeTAD太陽能電池所產(chǎn)生的電流則下降了10%。

鈣鈦礦是一類具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料，對太陽能電池的制造而言，這種結(jié)構(gòu)具有天然優(yōu)勢：較高的電荷載體遷移率和較好的光線擴(kuò)散性能，使光電轉(zhuǎn)換過程中的能量損失極低。

雖然碘化銅能夠充當(dāng)鈣鈦礦太陽能電池中的空穴導(dǎo)體現(xiàn)在才被證明，但銅系導(dǎo)體之前就被認(rèn)為能夠在染料敏化太陽能電池和量子點(diǎn)太陽能電池中充當(dāng)重要角色，而最具吸引力的是它們優(yōu)良的導(dǎo)電性能。

碘化銅導(dǎo)體的導(dǎo)電率比spiro-OMeTAD高兩個(gè)數(shù)量級，這使其能達(dá)到更高的填充系數(shù)，也決定了用其制成的太陽能電池具有更大的功率。但目前的研究結(jié)果表明，包含碘化銅的鈣鈦礦太陽能電池，在轉(zhuǎn)化效率上暫時(shí)不及原有技術(shù)。研究人員認(rèn)為這可能與其較低的電壓相關(guān)。這一點(diǎn)未來有望通過降低其較高的重組率來彌補(bǔ)。