稳定的PbS环状量子点墨水使叶片涂层能够覆盖红外太阳能电池

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 太阳能光伏发电是如何实现的
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 红外太阳能电池通过减少近红外区域的光谱损失来提高效率.
• 硫化 (PbS) 合体量子点 (QD) 对于红外光伏是有前途的,因为它们具有可调节的带隙.
• 目前的QD太阳能电池制造依赖于小面积的旋转涂层,并遭受不稳定的QD油墨.

研究的目的:

• 使用易斯酸和合物稳定性理论研究QD墨水稳定性的机制.
• 开发一个稳定的QD墨水,与可扩展的制造方法兼容.
• 允许大面积制造高性能红外PbS QD太阳能电池.

主要方法:

• 利用易斯酸理论和合物稳定性理论来理解QD墨水稳定.
• 开发了一种混合溶剂系统 (二甲基形式胺和丁胺),适用于刀片涂层.
• 使用刀片涂层制造的大面积 (100厘米2) 均的PbS QD薄膜.

主要成果:

• 通过叶片涂层制造的PbS QD太阳能电池实现了高功率转换效率 (在AM1.5G下平均11.14%,在800纳米处过的4.28%).
• 开发的QD墨水表现出极好的稳定性,在储存7小时后性能降低最小.
• 制造的薄膜是均和密集的,表明成功的大面积沉积.

结论:

• 成功开发了一种稳定的PbS QD墨水和一个兼容的混合溶剂系统.
• 这一进步对于可扩展制造大面积叶片涂层光电装置至关重要.
• 这些发现为高效和成本效益的红外太阳能电池生产铺平了道路.