革命性突破:SrZrS₃與c-MOFs結合,開啟太陽能電池新紀元
由墨西哥克雷塔羅自治大學研究教授Latha Marasamy博士領導的研究團隊,近期在太陽能技術領域取得了重大突破。這項研究首次從理論上預測了SrZrS₃吸收層在尖端硫族鈣鈦礦太陽能電池中的潛力,並透過與導電金屬有機框架(c-MOFs)作為電洞傳輸層(HTLs)的結合,展現了卓越的太陽能電池效能。
研究團隊利用根特大學開發的SCAPS-1D模擬工具,評估了多種c-MOFs材料,包括Cu-MOF、NTU-9、Fe₂(DSBDC)、Sr-MOF、Mn₂(DSBDC)和Cu₃(HHTP)₂等。其中,基於Cu-MOF的太陽能電池實現了驚人的30.60%的功率轉換效率(PCE)。
「這些成果具有劃時代的意義,」Aruna-Devi Rasu Chettiar博士表示。團隊在193種配置中進行了廣泛的模擬,強調了最佳化載流子濃度和層厚度等關鍵引數的重要性。這些最佳化對於提升電荷載流子壽命、擴散長度和光吸收能力至關重要。
此外,研究團隊還強調了微調介面特性和最小化寄生電阻對於實現卓越器件效能的重要性。新最佳化的器件展示了顯著的改進,包括提高的準費米能級、增強的導電性,以及在近紅外區域光譜響應的35%提升。
值得注意的是,這些器件展現了高達1.4×10⁷ Ω·cm²的重組電阻和約0.99 V的內建電位,進一步促成了其卓越的效率。這項研究發表在《Solar Energy Materials and Solar Cells》期刊上,題為「新興的SrZrS₃硫族鈣鈦礦太陽能電池:導電MOFs作為HTLs——遊戲規則的改變者?」
博士研究員Evangeline Linda強調了這項工作的潛在影響:「我們的研究可能為光伏社羣開發高效薄膜太陽能電池鋪平道路,透過整合新型SrZrS₃吸收層和c-MOFs作為HTLs。」
總而言之,這項創新研究展示了將SrZrS₃吸收層與先進c-MOF材料結合的變革潛力。這種整合為迎來一個可持續且高效的光伏技術新時代提供了巨大的希望,顯著推動太陽能朝著更具影響力和可行性的未來邁進。
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