采用FIDO技术的非晶太阳能电池更高效稳定轻量化

发布时间：2024-02-28 17:08:53 栏目：精选知识

导读 由名古屋大学研究人员领导的一个小组创造了一种基于富勒烯茚满酮(FIDO)的材料，该材料有望提高下一代太阳能电池的耐用性。耐久性一直是其实

由名古屋大学研究人员领导的一个小组创造了一种基于富勒烯茚满酮(FIDO)的材料，该材料有望提高下一代太阳能电池的耐用性。耐久性一直是其实际应用和商业化的最大障碍之一。研究人员在《美国化学会杂志》上发表了他们的发现。



下一代太阳能电池可能会使用钙钛矿电池。这些基于晶体的电池效率很高，甚至可以在弱光条件下在室内发电。它们也比传统的硅太阳能电池更轻、更灵活。因此，它们更适合安装在垂直表面上，例如窗户和墙壁。

这些太阳能电池的许多独特性能都来自富勒烯 (C60)。其独特的形状类似于足球，使富勒烯一眼就能辨认出来。富勒烯是碳基半导体，可以引导电子产生能量，这使得它们对于有机电子产品至关重要。研究人员可以将有机分子附着到富勒烯上以增强其电子功能，从而创造出具有不同特性的衍生物。

未来社会创新研究所的 Yutaka Matsuo 教授领导的团队将茚满酮添加到富勒烯中以创建 FIDO。茚满酮是反应中有用的化合物。它具有独特的稠环结构，可在富勒烯和茚满酮的苯部分之间形成牢固的碳连接。这使得即使在加热时也具有出色稳定性的布置。

松尾和他的合作者利用 FIDO 控制薄膜来制造非晶材料，而不是目前使用的硅太阳能电池中更常见的晶体材料。非晶态材料比精心组织的晶体具有更随机的结构。这种随机性使得非晶薄膜可以通过调整沉积条件和定制薄膜的电特性来设计为具有特定的性能，以满足太阳能电池技术的要求。

当他们将新技术与标准薄膜进行比较时，他们发现新薄膜具有许多优点。与传统薄膜不同，它更高效、更稳定，并且这些性能不会降低。重要的是，转换效率没有下降。

“我们的非晶薄膜在加热时不会结晶，并且表现出优异的形态稳定性，”松尾说。“薄膜的一个问题是，当加热到 150°C 时，结晶度会增加。我们新开发的薄膜在沉积后是非晶态薄膜，即使加热也保持非晶态。”

该小组看到了他们的技术的一系列用途。松尾说：“这些富勒烯衍生物预计不仅可用于钙钛矿太阳能电池，还可用于光电转换元件，例如有机光电二极管和有机光电探测器。” “有机光电探测器有助于相机中成像传感器的高分辨率，并将用于智能手机显示屏上的指纹认证，允许从手指触摸屏幕的任何部分进行解锁。”